Metamath Proof Explorer


Theorem cpmidgsum2

Description: Representation of the identity matrix multiplied with the characteristic polynomial of a matrix as another group sum. (Contributed by AV, 10-Nov-2019)

Ref Expression
Hypotheses cpmadugsum.a โŠข ๐ด = ( ๐‘ Mat ๐‘… )
cpmadugsum.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ด )
cpmadugsum.p โŠข ๐‘ƒ = ( Poly1 โ€˜ ๐‘… )
cpmadugsum.y โŠข ๐‘Œ = ( ๐‘ Mat ๐‘ƒ )
cpmadugsum.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘ matToPolyMat ๐‘… )
cpmadugsum.x โŠข ๐‘‹ = ( var1 โ€˜ ๐‘… )
cpmadugsum.e โŠข โ†‘ = ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) )
cpmadugsum.m โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Œ )
cpmadugsum.r โŠข ร— = ( .r โ€˜ ๐‘Œ )
cpmadugsum.1 โŠข 1 = ( 1r โ€˜ ๐‘Œ )
cpmadugsum.g โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘Œ )
cpmadugsum.s โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐‘Œ )
cpmadugsum.i โŠข ๐ผ = ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) )
cpmadugsum.j โŠข ๐ฝ = ( ๐‘ maAdju ๐‘ƒ )
cpmadugsum.0 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Œ )
cpmadugsum.g2 โŠข ๐บ = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , ( 0 โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ 0 ) ) ) ) , if ( ๐‘› = ( ๐‘  + 1 ) , ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘  ) ) , if ( ( ๐‘  + 1 ) < ๐‘› , 0 , ( ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) ) )
cpmidgsum2.c โŠข ๐ถ = ( ๐‘ CharPlyMat ๐‘… )
cpmidgsum2.k โŠข ๐พ = ( ๐ถ โ€˜ ๐‘€ )
cpmidgsum2.h โŠข ๐ป = ( ๐พ ยท 1 )
Assertion cpmidgsum2 ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ โˆƒ ๐‘  โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ๐ป = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cpmadugsum.a โŠข ๐ด = ( ๐‘ Mat ๐‘… )
2 cpmadugsum.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ด )
3 cpmadugsum.p โŠข ๐‘ƒ = ( Poly1 โ€˜ ๐‘… )
4 cpmadugsum.y โŠข ๐‘Œ = ( ๐‘ Mat ๐‘ƒ )
5 cpmadugsum.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘ matToPolyMat ๐‘… )
6 cpmadugsum.x โŠข ๐‘‹ = ( var1 โ€˜ ๐‘… )
7 cpmadugsum.e โŠข โ†‘ = ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) )
8 cpmadugsum.m โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Œ )
9 cpmadugsum.r โŠข ร— = ( .r โ€˜ ๐‘Œ )
10 cpmadugsum.1 โŠข 1 = ( 1r โ€˜ ๐‘Œ )
11 cpmadugsum.g โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘Œ )
12 cpmadugsum.s โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐‘Œ )
13 cpmadugsum.i โŠข ๐ผ = ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) )
14 cpmadugsum.j โŠข ๐ฝ = ( ๐‘ maAdju ๐‘ƒ )
15 cpmadugsum.0 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Œ )
16 cpmadugsum.g2 โŠข ๐บ = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , ( 0 โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ 0 ) ) ) ) , if ( ๐‘› = ( ๐‘  + 1 ) , ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘  ) ) , if ( ( ๐‘  + 1 ) < ๐‘› , 0 , ( ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) ) )
17 cpmidgsum2.c โŠข ๐ถ = ( ๐‘ CharPlyMat ๐‘… )
18 cpmidgsum2.k โŠข ๐พ = ( ๐ถ โ€˜ ๐‘€ )
19 cpmidgsum2.h โŠข ๐ป = ( ๐พ ยท 1 )
20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 cpmadugsum โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ โˆƒ ๐‘  โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) )
21 crngring โŠข ( ๐‘… โˆˆ CRing โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
22 21 anim2i โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) )
23 22 3adant3 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) )
24 3 4 pmatring โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ Ring )
25 ringgrp โŠข ( ๐‘Œ โˆˆ Ring โ†’ ๐‘Œ โˆˆ Grp )
26 23 24 25 3syl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ Grp )
27 3 4 pmatlmod โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ LMod )
28 21 27 sylan2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ LMod )
29 21 adantl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
30 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) = ( Base โ€˜ ๐‘ƒ )
31 6 3 30 vr1cl โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) )
32 29 31 syl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) )
33 3 ply1crng โŠข ( ๐‘… โˆˆ CRing โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ CRing )
34 4 matsca2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘ƒ โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘ƒ = ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) )
35 33 34 sylan2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘ƒ = ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) )
36 35 fveq2d โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) ) )
37 32 36 eleqtrd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) ) )
38 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) = ( Base โ€˜ ๐‘Œ )
39 38 10 ringidcl โŠข ( ๐‘Œ โˆˆ Ring โ†’ 1 โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
40 22 24 39 3syl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ 1 โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
41 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ )
42 eqid โŠข ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) )
43 38 41 8 42 lmodvscl โŠข ( ( ๐‘Œ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆง 1 โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
44 28 37 40 43 syl3anc โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
45 44 3adant3 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
46 5 1 2 3 4 mat2pmatbas โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
47 21 46 syl3an2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
48 38 12 grpsubcl โŠข ( ( ๐‘Œ โˆˆ Grp โˆง ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) โˆง ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
49 26 45 47 48 syl3anc โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
50 33 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ CRing )
51 eqid โŠข ( ๐‘ maDet ๐‘ƒ ) = ( ๐‘ maDet ๐‘ƒ )
52 4 38 14 51 10 9 8 madurid โŠข ( ( ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ƒ โˆˆ CRing ) โ†’ ( ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ร— ( ๐ฝ โ€˜ ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ) ) = ( ( ( ๐‘ maDet ๐‘ƒ ) โ€˜ ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ) ยท 1 ) )
53 49 50 52 syl2anc โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ร— ( ๐ฝ โ€˜ ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ) ) = ( ( ( ๐‘ maDet ๐‘ƒ ) โ€˜ ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ) ยท 1 ) )
54 id โŠข ( ๐ผ = ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†’ ๐ผ = ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) )
55 fveq2 โŠข ( ๐ผ = ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) = ( ๐ฝ โ€˜ ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ) )
56 54 55 oveq12d โŠข ( ๐ผ = ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) = ( ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ร— ( ๐ฝ โ€˜ ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ) ) )
57 13 56 mp1i โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) = ( ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ร— ( ๐ฝ โ€˜ ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ) ) )
58 17 1 2 3 4 51 12 6 8 5 10 chpmatval โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐ถ โ€˜ ๐‘€ ) = ( ( ๐‘ maDet ๐‘ƒ ) โ€˜ ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ) )
59 18 58 eqtrid โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐พ = ( ( ๐‘ maDet ๐‘ƒ ) โ€˜ ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ) )
60 59 oveq1d โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐พ ยท 1 ) = ( ( ( ๐‘ maDet ๐‘ƒ ) โ€˜ ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ) ยท 1 ) )
61 19 60 eqtrid โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐ป = ( ( ( ๐‘ maDet ๐‘ƒ ) โ€˜ ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ) ยท 1 ) )
62 53 57 61 3eqtr4rd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐ป = ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) )
63 62 adantr โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) โ†’ ๐ป = ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) )
64 simpr โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) )
65 63 64 eqtrd โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) โ†’ ๐ป = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) )
66 65 ex โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) โ†’ ๐ป = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) )
67 66 reximdv โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ๐ป = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) )
68 67 reximdv โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘  โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘  โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ๐ป = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) )
69 20 68 mpd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ โˆƒ ๐‘  โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ๐ป = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) )