Metamath Proof Explorer


Theorem matval

Description: Value of the matrix algebra. (Contributed by Stefan O'Rear, 4-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses matval.a โŠข ๐ด = ( ๐‘ Mat ๐‘… )
matval.g โŠข ๐บ = ( ๐‘… freeLMod ( ๐‘ ร— ๐‘ ) )
matval.t โŠข ยท = ( ๐‘… maMul โŸจ ๐‘ , ๐‘ , ๐‘ โŸฉ )
Assertion matval ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐ด = ( ๐บ sSet โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 matval.a โŠข ๐ด = ( ๐‘ Mat ๐‘… )
2 matval.g โŠข ๐บ = ( ๐‘… freeLMod ( ๐‘ ร— ๐‘ ) )
3 matval.t โŠข ยท = ( ๐‘… maMul โŸจ ๐‘ , ๐‘ , ๐‘ โŸฉ )
4 elex โŠข ( ๐‘… โˆˆ ๐‘‰ โ†’ ๐‘… โˆˆ V )
5 id โŠข ( ๐‘Ÿ = ๐‘… โ†’ ๐‘Ÿ = ๐‘… )
6 id โŠข ( ๐‘› = ๐‘ โ†’ ๐‘› = ๐‘ )
7 6 sqxpeqd โŠข ( ๐‘› = ๐‘ โ†’ ( ๐‘› ร— ๐‘› ) = ( ๐‘ ร— ๐‘ ) )
8 5 7 oveqan12rd โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘Ÿ = ๐‘… ) โ†’ ( ๐‘Ÿ freeLMod ( ๐‘› ร— ๐‘› ) ) = ( ๐‘… freeLMod ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) )
9 8 2 eqtr4di โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘Ÿ = ๐‘… ) โ†’ ( ๐‘Ÿ freeLMod ( ๐‘› ร— ๐‘› ) ) = ๐บ )
10 6 6 6 oteq123d โŠข ( ๐‘› = ๐‘ โ†’ โŸจ ๐‘› , ๐‘› , ๐‘› โŸฉ = โŸจ ๐‘ , ๐‘ , ๐‘ โŸฉ )
11 5 10 oveqan12rd โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘Ÿ = ๐‘… ) โ†’ ( ๐‘Ÿ maMul โŸจ ๐‘› , ๐‘› , ๐‘› โŸฉ ) = ( ๐‘… maMul โŸจ ๐‘ , ๐‘ , ๐‘ โŸฉ ) )
12 11 3 eqtr4di โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘Ÿ = ๐‘… ) โ†’ ( ๐‘Ÿ maMul โŸจ ๐‘› , ๐‘› , ๐‘› โŸฉ ) = ยท )
13 12 opeq2d โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘Ÿ = ๐‘… ) โ†’ โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘Ÿ maMul โŸจ ๐‘› , ๐‘› , ๐‘› โŸฉ ) โŸฉ = โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ )
14 9 13 oveq12d โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘Ÿ = ๐‘… ) โ†’ ( ( ๐‘Ÿ freeLMod ( ๐‘› ร— ๐‘› ) ) sSet โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘Ÿ maMul โŸจ ๐‘› , ๐‘› , ๐‘› โŸฉ ) โŸฉ ) = ( ๐บ sSet โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ ) )
15 df-mat โŠข Mat = ( ๐‘› โˆˆ Fin , ๐‘Ÿ โˆˆ V โ†ฆ ( ( ๐‘Ÿ freeLMod ( ๐‘› ร— ๐‘› ) ) sSet โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘Ÿ maMul โŸจ ๐‘› , ๐‘› , ๐‘› โŸฉ ) โŸฉ ) )
16 ovex โŠข ( ๐บ sSet โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ ) โˆˆ V
17 14 15 16 ovmpoa โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ V ) โ†’ ( ๐‘ Mat ๐‘… ) = ( ๐บ sSet โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ ) )
18 4 17 sylan2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ Mat ๐‘… ) = ( ๐บ sSet โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ ) )
19 1 18 eqtrid โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐ด = ( ๐บ sSet โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ ) )