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Theorem mat1dimmul

Description: The ring multiplication in the algebra of matrices with dimension 1. (Contributed by AV, 16-Aug-2019) (Proof shortened by AV, 18-Apr-2021)

Ref Expression
Hypotheses mat1dim.a A = E Mat R
mat1dim.b B = Base R
mat1dim.o O = E E
Assertion mat1dimmul R Ring E V X B Y B O X A O Y = O X R Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mat1dim.a A = E Mat R
2 mat1dim.b B = Base R
3 mat1dim.o O = E E
4 snfi E Fin
5 simpl R Ring E V R Ring
6 eqid R maMul E E E = R maMul E E E
7 1 6 matmulr E Fin R Ring R maMul E E E = A
8 7 eqcomd E Fin R Ring A = R maMul E E E
9 4 5 8 sylancr R Ring E V A = R maMul E E E
10 9 adantr R Ring E V X B Y B A = R maMul E E E
11 10 oveqd R Ring E V X B Y B O X A O Y = O X R maMul E E E O Y
12 eqid R = R
13 5 adantr R Ring E V X B Y B R Ring
14 4 a1i R Ring E V X B Y B E Fin
15 opex E E V
16 15 a1i R Ring E V X B Y B E E V
17 simpl X B Y B X B
18 17 adantl R Ring E V X B Y B X B
19 16 18 fsnd R Ring E V X B Y B E E X : E E B
20 3 opeq1i O X = E E X
21 20 sneqi O X = E E X
22 21 a1i E V O X = E E X
23 xpsng E V E V E × E = E E
24 23 anidms E V E × E = E E
25 22 24 feq12d E V O X : E × E B E E X : E E B
26 25 ad2antlr R Ring E V X B Y B O X : E × E B E E X : E E B
27 19 26 mpbird R Ring E V X B Y B O X : E × E B
28 2 fvexi B V
29 28 a1i R Ring E V X B Y B B V
30 snex E V
31 30 30 xpex E × E V
32 31 a1i R Ring E V X B Y B E × E V
33 29 32 elmapd R Ring E V X B Y B O X B E × E O X : E × E B
34 27 33 mpbird R Ring E V X B Y B O X B E × E
35 simpr X B Y B Y B
36 35 adantl R Ring E V X B Y B Y B
37 16 36 fsnd R Ring E V X B Y B E E Y : E E B
38 3 opeq1i O Y = E E Y
39 38 sneqi O Y = E E Y
40 39 a1i E V O Y = E E Y
41 40 24 feq12d E V O Y : E × E B E E Y : E E B
42 41 ad2antlr R Ring E V X B Y B O Y : E × E B E E Y : E E B
43 37 42 mpbird R Ring E V X B Y B O Y : E × E B
44 29 32 elmapd R Ring E V X B Y B O Y B E × E O Y : E × E B
45 43 44 mpbird R Ring E V X B Y B O Y B E × E
46 6 2 12 13 14 14 14 34 45 mamuval R Ring E V X B Y B O X R maMul E E E O Y = x E , y E R k E x O X k R k O Y y
47 simpr R Ring E V E V
48 47 adantr R Ring E V X B Y B E V
49 eqid Base R = Base R
50 ringcmn R Ring R CMnd
51 50 ad2antrr R Ring E V X B Y B R CMnd
52 df-ov E O X E = O X E E
53 21 fveq1i O X E E = E E X E E
54 52 53 eqtri E O X E = E E X E E
55 15 a1i Y B E E V
56 55 anim2i X B Y B X B E E V
57 56 ancomd X B Y B E E V X B
58 fvsng E E V X B E E X E E = X
59 57 58 syl X B Y B E E X E E = X
60 59 adantl R Ring E V X B Y B E E X E E = X
61 54 60 eqtrid R Ring E V X B Y B E O X E = X
62 61 18 eqeltrd R Ring E V X B Y B E O X E B
63 df-ov E O Y E = O Y E E
64 39 fveq1i O Y E E = E E Y E E
65 63 64 eqtri E O Y E = E E Y E E
66 15 a1i X B E E V
67 fvsng E E V Y B E E Y E E = Y
68 66 67 sylan X B Y B E E Y E E = Y
69 68 adantl R Ring E V X B Y B E E Y E E = Y
70 65 69 eqtrid R Ring E V X B Y B E O Y E = Y
71 70 36 eqeltrd R Ring E V X B Y B E O Y E B
72 2 12 ringcl R Ring E O X E B E O Y E B E O X E R E O Y E B
73 13 62 71 72 syl3anc R Ring E V X B Y B E O X E R E O Y E B
74 oveq2 k = E E O X k = E O X E
75 oveq1 k = E k O Y E = E O Y E
76 74 75 oveq12d k = E E O X k R k O Y E = E O X E R E O Y E
77 2 eqcomi Base R = B
78 77 a1i k = E Base R = B
79 76 78 eleq12d k = E E O X k R k O Y E Base R E O X E R E O Y E B
80 79 ralsng E V k E E O X k R k O Y E Base R E O X E R E O Y E B
81 80 ad2antlr R Ring E V X B Y B k E E O X k R k O Y E Base R E O X E R E O Y E B
82 73 81 mpbird R Ring E V X B Y B k E E O X k R k O Y E Base R
83 49 51 14 82 gsummptcl R Ring E V X B Y B R k E E O X k R k O Y E Base R
84 eqid x E , y E R k E x O X k R k O Y y = x E , y E R k E x O X k R k O Y y
85 oveq1 x = E x O X k = E O X k
86 85 oveq1d x = E x O X k R k O Y y = E O X k R k O Y y
87 86 mpteq2dv x = E k E x O X k R k O Y y = k E E O X k R k O Y y
88 87 oveq2d x = E R k E x O X k R k O Y y = R k E E O X k R k O Y y
89 oveq2 y = E k O Y y = k O Y E
90 89 oveq2d y = E E O X k R k O Y y = E O X k R k O Y E
91 90 mpteq2dv y = E k E E O X k R k O Y y = k E E O X k R k O Y E
92 91 oveq2d y = E R k E E O X k R k O Y y = R k E E O X k R k O Y E
93 84 88 92 mposn E V E V R k E E O X k R k O Y E Base R x E , y E R k E x O X k R k O Y y = E E R k E E O X k R k O Y E
94 48 48 83 93 syl3anc R Ring E V X B Y B x E , y E R k E x O X k R k O Y y = E E R k E E O X k R k O Y E
95 3 eqcomi E E = O
96 95 a1i R Ring E V X B Y B E E = O
97 ringmnd R Ring R Mnd
98 97 ad2antrr R Ring E V X B Y B R Mnd
99 2 76 gsumsn R Mnd E V E O X E R E O Y E B R k E E O X k R k O Y E = E O X E R E O Y E
100 98 48 73 99 syl3anc R Ring E V X B Y B R k E E O X k R k O Y E = E O X E R E O Y E
101 96 100 opeq12d R Ring E V X B Y B E E R k E E O X k R k O Y E = O E O X E R E O Y E
102 101 sneqd R Ring E V X B Y B E E R k E E O X k R k O Y E = O E O X E R E O Y E
103 61 70 oveq12d R Ring E V X B Y B E O X E R E O Y E = X R Y
104 103 opeq2d R Ring E V X B Y B O E O X E R E O Y E = O X R Y
105 104 sneqd R Ring E V X B Y B O E O X E R E O Y E = O X R Y
106 94 102 105 3eqtrd R Ring E V X B Y B x E , y E R k E x O X k R k O Y y = O X R Y
107 11 46 106 3eqtrd R Ring E V X B Y B O X A O Y = O X R Y