Metamath Proof Explorer


Theorem mat0dimscm

Description: The scalar multiplication in the algebra of matrices with dimension 0. (Contributed by AV, 6-Aug-2019)

Ref Expression
Hypothesis mat0dim.a โŠข ๐ด = ( โˆ… Mat ๐‘… )
Assertion mat0dimscm ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด ) โˆ… ) = โˆ… )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mat0dim.a โŠข ๐ด = ( โˆ… Mat ๐‘… )
2 simpl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
3 0fin โŠข โˆ… โˆˆ Fin
4 1 matlmod โŠข ( ( โˆ… โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โ†’ ๐ด โˆˆ LMod )
5 3 2 4 sylancr โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ LMod )
6 1 matsca2 โŠข ( ( โˆ… โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โ†’ ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐ด ) )
7 3 6 mpan โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐ด ) )
8 7 fveq2d โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( Base โ€˜ ๐‘… ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ด ) ) )
9 8 eleq2d โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†” ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ด ) ) ) )
10 9 biimpa โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ด ) ) )
11 0ex โŠข โˆ… โˆˆ V
12 11 snid โŠข โˆ… โˆˆ { โˆ… }
13 1 fveq2i โŠข ( Base โ€˜ ๐ด ) = ( Base โ€˜ ( โˆ… Mat ๐‘… ) )
14 mat0dimbas0 โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( Base โ€˜ ( โˆ… Mat ๐‘… ) ) = { โˆ… } )
15 13 14 eqtrid โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( Base โ€˜ ๐ด ) = { โˆ… } )
16 12 15 eleqtrrid โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ โˆ… โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ด ) )
17 16 adantr โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) โ†’ โˆ… โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ด ) )
18 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐ด ) = ( Base โ€˜ ๐ด )
19 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐ด ) = ( Scalar โ€˜ ๐ด )
20 eqid โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด )
21 eqid โŠข ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ด ) ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ด ) )
22 18 19 20 21 lmodvscl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐ด ) ) โˆง โˆ… โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด ) โˆ… ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ด ) )
23 5 10 17 22 syl3anc โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด ) โˆ… ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ด ) )
24 15 eleq2d โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( ( ๐‘‹ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด ) โˆ… ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ด ) โ†” ( ๐‘‹ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด ) โˆ… ) โˆˆ { โˆ… } ) )
25 elsni โŠข ( ( ๐‘‹ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด ) โˆ… ) โˆˆ { โˆ… } โ†’ ( ๐‘‹ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด ) โˆ… ) = โˆ… )
26 24 25 syl6bi โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( ( ๐‘‹ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด ) โˆ… ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘‹ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด ) โˆ… ) = โˆ… ) )
27 2 23 26 sylc โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด ) โˆ… ) = โˆ… )