Metamath Proof Explorer


Definition df-scmat

Description: Define the algebra of n x n scalar matrices over a set (usually a ring) r, see definition in Connell p. 57: "Ascalar matrix is a diagonal matrix for which all the diagonal terms are equal, i.e., a matrix of the form cI_n". (Contributed by AV, 8-Dec-2019)

Ref Expression
Assertion df-scmat ScMat = ( ๐‘› โˆˆ Fin , ๐‘Ÿ โˆˆ V โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘› Mat ๐‘Ÿ ) / ๐‘Ž โฆŒ { ๐‘š โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Ž ) โˆฃ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Ÿ ) ๐‘š = ( ๐‘ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Ž ) ( 1r โ€˜ ๐‘Ž ) ) } )

Detailed syntax breakdown

Step Hyp Ref Expression
0 cscmat โŠข ScMat
1 vn โŠข ๐‘›
2 cfn โŠข Fin
3 vr โŠข ๐‘Ÿ
4 cvv โŠข V
5 1 cv โŠข ๐‘›
6 cmat โŠข Mat
7 3 cv โŠข ๐‘Ÿ
8 5 7 6 co โŠข ( ๐‘› Mat ๐‘Ÿ )
9 va โŠข ๐‘Ž
10 vm โŠข ๐‘š
11 cbs โŠข Base
12 9 cv โŠข ๐‘Ž
13 12 11 cfv โŠข ( Base โ€˜ ๐‘Ž )
14 vc โŠข ๐‘
15 7 11 cfv โŠข ( Base โ€˜ ๐‘Ÿ )
16 10 cv โŠข ๐‘š
17 14 cv โŠข ๐‘
18 cvsca โŠข ยท๐‘ 
19 12 18 cfv โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Ž )
20 cur โŠข 1r
21 12 20 cfv โŠข ( 1r โ€˜ ๐‘Ž )
22 17 21 19 co โŠข ( ๐‘ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Ž ) ( 1r โ€˜ ๐‘Ž ) )
23 16 22 wceq โŠข ๐‘š = ( ๐‘ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Ž ) ( 1r โ€˜ ๐‘Ž ) )
24 23 14 15 wrex โŠข โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Ÿ ) ๐‘š = ( ๐‘ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Ž ) ( 1r โ€˜ ๐‘Ž ) )
25 24 10 13 crab โŠข { ๐‘š โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Ž ) โˆฃ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Ÿ ) ๐‘š = ( ๐‘ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Ž ) ( 1r โ€˜ ๐‘Ž ) ) }
26 9 8 25 csb โŠข โฆ‹ ( ๐‘› Mat ๐‘Ÿ ) / ๐‘Ž โฆŒ { ๐‘š โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Ž ) โˆฃ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Ÿ ) ๐‘š = ( ๐‘ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Ž ) ( 1r โ€˜ ๐‘Ž ) ) }
27 1 3 2 4 26 cmpo โŠข ( ๐‘› โˆˆ Fin , ๐‘Ÿ โˆˆ V โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘› Mat ๐‘Ÿ ) / ๐‘Ž โฆŒ { ๐‘š โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Ž ) โˆฃ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Ÿ ) ๐‘š = ( ๐‘ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Ž ) ( 1r โ€˜ ๐‘Ž ) ) } )
28 0 27 wceq โŠข ScMat = ( ๐‘› โˆˆ Fin , ๐‘Ÿ โˆˆ V โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘› Mat ๐‘Ÿ ) / ๐‘Ž โฆŒ { ๐‘š โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Ž ) โˆฃ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Ÿ ) ๐‘š = ( ๐‘ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Ž ) ( 1r โ€˜ ๐‘Ž ) ) } )