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Theorem mamudir

Description: Matrix multiplication distributes over addition on the right. (Contributed by Stefan O'Rear, 5-Sep-2015) (Proof shortened by AV, 23-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses mamucl.b B = Base R
mamucl.r φ R Ring
mamudi.f F = R maMul M N O
mamudi.m φ M Fin
mamudi.n φ N Fin
mamudi.o φ O Fin
mamudir.p + ˙ = + R
mamudir.x φ X B M × N
mamudir.y φ Y B N × O
mamudir.z φ Z B N × O
Assertion mamudir φ X F Y + ˙ f Z = X F Y + ˙ f X F Z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mamucl.b B = Base R
2 mamucl.r φ R Ring
3 mamudi.f F = R maMul M N O
4 mamudi.m φ M Fin
5 mamudi.n φ N Fin
6 mamudi.o φ O Fin
7 mamudir.p + ˙ = + R
8 mamudir.x φ X B M × N
9 mamudir.y φ Y B N × O
10 mamudir.z φ Z B N × O
11 ringcmn R Ring R CMnd
12 2 11 syl φ R CMnd
13 12 adantr φ i M k O R CMnd
14 5 adantr φ i M k O N Fin
15 2 ad2antrr φ i M k O j N R Ring
16 elmapi X B M × N X : M × N B
17 8 16 syl φ X : M × N B
18 17 ad2antrr φ i M k O j N X : M × N B
19 simplrl φ i M k O j N i M
20 simpr φ i M k O j N j N
21 18 19 20 fovrnd φ i M k O j N i X j B
22 elmapi Y B N × O Y : N × O B
23 9 22 syl φ Y : N × O B
24 23 ad2antrr φ i M k O j N Y : N × O B
25 simplrr φ i M k O j N k O
26 24 20 25 fovrnd φ i M k O j N j Y k B
27 eqid R = R
28 1 27 ringcl R Ring i X j B j Y k B i X j R j Y k B
29 15 21 26 28 syl3anc φ i M k O j N i X j R j Y k B
30 elmapi Z B N × O Z : N × O B
31 10 30 syl φ Z : N × O B
32 31 ad2antrr φ i M k O j N Z : N × O B
33 32 20 25 fovrnd φ i M k O j N j Z k B
34 1 27 ringcl R Ring i X j B j Z k B i X j R j Z k B
35 15 21 33 34 syl3anc φ i M k O j N i X j R j Z k B
36 eqid j N i X j R j Y k = j N i X j R j Y k
37 eqid j N i X j R j Z k = j N i X j R j Z k
38 1 7 13 14 29 35 36 37 gsummptfidmadd2 φ i M k O R j N i X j R j Y k + ˙ f j N i X j R j Z k = R j N i X j R j Y k + ˙ R j N i X j R j Z k
39 24 ffnd φ i M k O j N Y Fn N × O
40 32 ffnd φ i M k O j N Z Fn N × O
41 xpfi N Fin O Fin N × O Fin
42 5 6 41 syl2anc φ N × O Fin
43 42 ad2antrr φ i M k O j N N × O Fin
44 opelxpi j N k O j k N × O
45 44 ancoms k O j N j k N × O
46 45 adantll i M k O j N j k N × O
47 46 adantll φ i M k O j N j k N × O
48 fnfvof Y Fn N × O Z Fn N × O N × O Fin j k N × O Y + ˙ f Z j k = Y j k + ˙ Z j k
49 39 40 43 47 48 syl22anc φ i M k O j N Y + ˙ f Z j k = Y j k + ˙ Z j k
50 df-ov j Y + ˙ f Z k = Y + ˙ f Z j k
51 df-ov j Y k = Y j k
52 df-ov j Z k = Z j k
53 51 52 oveq12i j Y k + ˙ j Z k = Y j k + ˙ Z j k
54 49 50 53 3eqtr4g φ i M k O j N j Y + ˙ f Z k = j Y k + ˙ j Z k
55 54 oveq2d φ i M k O j N i X j R j Y + ˙ f Z k = i X j R j Y k + ˙ j Z k
56 1 7 27 ringdi R Ring i X j B j Y k B j Z k B i X j R j Y k + ˙ j Z k = i X j R j Y k + ˙ i X j R j Z k
57 15 21 26 33 56 syl13anc φ i M k O j N i X j R j Y k + ˙ j Z k = i X j R j Y k + ˙ i X j R j Z k
58 55 57 eqtrd φ i M k O j N i X j R j Y + ˙ f Z k = i X j R j Y k + ˙ i X j R j Z k
59 58 mpteq2dva φ i M k O j N i X j R j Y + ˙ f Z k = j N i X j R j Y k + ˙ i X j R j Z k
60 eqidd φ i M k O j N i X j R j Y k = j N i X j R j Y k
61 eqidd φ i M k O j N i X j R j Z k = j N i X j R j Z k
62 14 29 35 60 61 offval2 φ i M k O j N i X j R j Y k + ˙ f j N i X j R j Z k = j N i X j R j Y k + ˙ i X j R j Z k
63 59 62 eqtr4d φ i M k O j N i X j R j Y + ˙ f Z k = j N i X j R j Y k + ˙ f j N i X j R j Z k
64 63 oveq2d φ i M k O R j N i X j R j Y + ˙ f Z k = R j N i X j R j Y k + ˙ f j N i X j R j Z k
65 2 adantr φ i M k O R Ring
66 4 adantr φ i M k O M Fin
67 6 adantr φ i M k O O Fin
68 8 adantr φ i M k O X B M × N
69 9 adantr φ i M k O Y B N × O
70 simprl φ i M k O i M
71 simprr φ i M k O k O
72 3 1 27 65 66 14 67 68 69 70 71 mamufv φ i M k O i X F Y k = R j N i X j R j Y k
73 10 adantr φ i M k O Z B N × O
74 3 1 27 65 66 14 67 68 73 70 71 mamufv φ i M k O i X F Z k = R j N i X j R j Z k
75 72 74 oveq12d φ i M k O i X F Y k + ˙ i X F Z k = R j N i X j R j Y k + ˙ R j N i X j R j Z k
76 38 64 75 3eqtr4d φ i M k O R j N i X j R j Y + ˙ f Z k = i X F Y k + ˙ i X F Z k
77 ringmnd R Ring R Mnd
78 2 77 syl φ R Mnd
79 1 7 mndvcl R Mnd Y B N × O Z B N × O Y + ˙ f Z B N × O
80 78 9 10 79 syl3anc φ Y + ˙ f Z B N × O
81 80 adantr φ i M k O Y + ˙ f Z B N × O
82 3 1 27 65 66 14 67 68 81 70 71 mamufv φ i M k O i X F Y + ˙ f Z k = R j N i X j R j Y + ˙ f Z k
83 1 2 3 4 5 6 8 9 mamucl φ X F Y B M × O
84 elmapi X F Y B M × O X F Y : M × O B
85 ffn X F Y : M × O B X F Y Fn M × O
86 83 84 85 3syl φ X F Y Fn M × O
87 86 adantr φ i M k O X F Y Fn M × O
88 1 2 3 4 5 6 8 10 mamucl φ X F Z B M × O
89 elmapi X F Z B M × O X F Z : M × O B
90 ffn X F Z : M × O B X F Z Fn M × O
91 88 89 90 3syl φ X F Z Fn M × O
92 91 adantr φ i M k O X F Z Fn M × O
93 xpfi M Fin O Fin M × O Fin
94 4 6 93 syl2anc φ M × O Fin
95 94 adantr φ i M k O M × O Fin
96 opelxpi i M k O i k M × O
97 96 adantl φ i M k O i k M × O
98 fnfvof X F Y Fn M × O X F Z Fn M × O M × O Fin i k M × O X F Y + ˙ f X F Z i k = X F Y i k + ˙ X F Z i k
99 87 92 95 97 98 syl22anc φ i M k O X F Y + ˙ f X F Z i k = X F Y i k + ˙ X F Z i k
100 df-ov i X F Y + ˙ f X F Z k = X F Y + ˙ f X F Z i k
101 df-ov i X F Y k = X F Y i k
102 df-ov i X F Z k = X F Z i k
103 101 102 oveq12i i X F Y k + ˙ i X F Z k = X F Y i k + ˙ X F Z i k
104 99 100 103 3eqtr4g φ i M k O i X F Y + ˙ f X F Z k = i X F Y k + ˙ i X F Z k
105 76 82 104 3eqtr4d φ i M k O i X F Y + ˙ f Z k = i X F Y + ˙ f X F Z k
106 105 ralrimivva φ i M k O i X F Y + ˙ f Z k = i X F Y + ˙ f X F Z k
107 1 2 3 4 5 6 8 80 mamucl φ X F Y + ˙ f Z B M × O
108 elmapi X F Y + ˙ f Z B M × O X F Y + ˙ f Z : M × O B
109 ffn X F Y + ˙ f Z : M × O B X F Y + ˙ f Z Fn M × O
110 107 108 109 3syl φ X F Y + ˙ f Z Fn M × O
111 1 7 mndvcl R Mnd X F Y B M × O X F Z B M × O X F Y + ˙ f X F Z B M × O
112 78 83 88 111 syl3anc φ X F Y + ˙ f X F Z B M × O
113 elmapi X F Y + ˙ f X F Z B M × O X F Y + ˙ f X F Z : M × O B
114 ffn X F Y + ˙ f X F Z : M × O B X F Y + ˙ f X F Z Fn M × O
115 112 113 114 3syl φ X F Y + ˙ f X F Z Fn M × O
116 eqfnov2 X F Y + ˙ f Z Fn M × O X F Y + ˙ f X F Z Fn M × O X F Y + ˙ f Z = X F Y + ˙ f X F Z i M k O i X F Y + ˙ f Z k = i X F Y + ˙ f X F Z k
117 110 115 116 syl2anc φ X F Y + ˙ f Z = X F Y + ˙ f X F Z i M k O i X F Y + ˙ f Z k = i X F Y + ˙ f X F Z k
118 106 117 mpbird φ X F Y + ˙ f Z = X F Y + ˙ f X F Z