Metamath Proof Explorer


Theorem mp2pm2mp

Description: A polynomial over matrices transformed into a polynomial matrix transformed back into the polynomial over matrices. (Contributed by AV, 12-Oct-2019)

Ref Expression
Hypotheses mp2pm2mp.a โŠข ๐ด = ( ๐‘ Mat ๐‘… )
mp2pm2mp.q โŠข ๐‘„ = ( Poly1 โ€˜ ๐ด )
mp2pm2mp.l โŠข ๐ฟ = ( Base โ€˜ ๐‘„ )
mp2pm2mp.m โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ )
mp2pm2mp.e โŠข ๐ธ = ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) )
mp2pm2mp.y โŠข ๐‘Œ = ( var1 โ€˜ ๐‘… )
mp2pm2mp.i โŠข ๐ผ = ( ๐‘ โˆˆ ๐ฟ โ†ฆ ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ , ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( ๐‘ƒ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘˜ ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘˜ ๐ธ ๐‘Œ ) ) ) ) ) )
mp2pm2mplem2.p โŠข ๐‘ƒ = ( Poly1 โ€˜ ๐‘… )
mp2pm2mp.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘ pMatToMatPoly ๐‘… )
Assertion mp2pm2mp ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) ) = ๐‘‚ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mp2pm2mp.a โŠข ๐ด = ( ๐‘ Mat ๐‘… )
2 mp2pm2mp.q โŠข ๐‘„ = ( Poly1 โ€˜ ๐ด )
3 mp2pm2mp.l โŠข ๐ฟ = ( Base โ€˜ ๐‘„ )
4 mp2pm2mp.m โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ )
5 mp2pm2mp.e โŠข ๐ธ = ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) )
6 mp2pm2mp.y โŠข ๐‘Œ = ( var1 โ€˜ ๐‘… )
7 mp2pm2mp.i โŠข ๐ผ = ( ๐‘ โˆˆ ๐ฟ โ†ฆ ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ , ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( ๐‘ƒ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘˜ ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘˜ ๐ธ ๐‘Œ ) ) ) ) ) )
8 mp2pm2mplem2.p โŠข ๐‘ƒ = ( Poly1 โ€˜ ๐‘… )
9 mp2pm2mp.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘ pMatToMatPoly ๐‘… )
10 eqid โŠข ( ๐‘ Mat ๐‘ƒ ) = ( ๐‘ Mat ๐‘ƒ )
11 eqid โŠข ( Base โ€˜ ( ๐‘ Mat ๐‘ƒ ) ) = ( Base โ€˜ ( ๐‘ Mat ๐‘ƒ ) )
12 1 2 3 8 4 5 6 7 10 11 mply1topmatcl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( ๐‘ Mat ๐‘ƒ ) ) )
13 eqid โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ )
14 eqid โŠข ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) = ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) )
15 eqid โŠข ( var1 โ€˜ ๐ด ) = ( var1 โ€˜ ๐ด )
16 8 10 11 13 14 15 1 2 9 pm2mpfval โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( ๐‘ Mat ๐‘ƒ ) ) ) โ†’ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) ) = ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) )
17 12 16 syld3an3 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) ) = ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) )
18 1 matring โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โ†’ ๐ด โˆˆ Ring )
19 18 3adant3 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ๐ด โˆˆ Ring )
20 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘„ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘„ )
21 2 ply1ring โŠข ( ๐ด โˆˆ Ring โ†’ ๐‘„ โˆˆ Ring )
22 ringcmn โŠข ( ๐‘„ โˆˆ Ring โ†’ ๐‘„ โˆˆ CMnd )
23 18 21 22 3syl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โ†’ ๐‘„ โˆˆ CMnd )
24 23 3adant3 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ๐‘„ โˆˆ CMnd )
25 nn0ex โŠข โ„•0 โˆˆ V
26 25 a1i โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ โ„•0 โˆˆ V )
27 19 adantr โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐ด โˆˆ Ring )
28 simpl2 โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
29 12 adantr โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( ๐‘ Mat ๐‘ƒ ) ) )
30 simpr โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0 )
31 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐ด ) = ( Base โ€˜ ๐ด )
32 8 10 11 1 31 decpmatcl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( ๐‘ Mat ๐‘ƒ ) ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ด ) )
33 28 29 30 32 syl3anc โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ด ) )
34 eqid โŠข ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) = ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ )
35 31 2 15 13 34 14 3 ply1tmcl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Ring โˆง ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ด ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆˆ ๐ฟ )
36 27 33 30 35 syl3anc โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) โˆˆ ๐ฟ )
37 36 fmpttd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) : โ„•0 โŸถ ๐ฟ )
38 fveq2 โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘› ) )
39 38 oveqd โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘˜ ) ๐‘— ) = ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘› ) ๐‘— ) )
40 oveq1 โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ( ๐‘˜ ๐ธ ๐‘Œ ) = ( ๐‘› ๐ธ ๐‘Œ ) )
41 39 40 oveq12d โŠข ( ๐‘˜ = ๐‘› โ†’ ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘˜ ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘˜ ๐ธ ๐‘Œ ) ) = ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘› ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘› ๐ธ ๐‘Œ ) ) )
42 41 cbvmptv โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘˜ ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘˜ ๐ธ ๐‘Œ ) ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘› ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘› ๐ธ ๐‘Œ ) ) )
43 42 a1i โŠข ( ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘˜ ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘˜ ๐ธ ๐‘Œ ) ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘› ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘› ๐ธ ๐‘Œ ) ) ) )
44 43 oveq2d โŠข ( ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐‘ƒ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘˜ ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘˜ ๐ธ ๐‘Œ ) ) ) ) = ( ๐‘ƒ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘› ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘› ๐ธ ๐‘Œ ) ) ) ) )
45 44 mpoeq3ia โŠข ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ , ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( ๐‘ƒ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘˜ ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘˜ ๐ธ ๐‘Œ ) ) ) ) ) = ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ , ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( ๐‘ƒ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘› ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘› ๐ธ ๐‘Œ ) ) ) ) )
46 45 mpteq2i โŠข ( ๐‘ โˆˆ ๐ฟ โ†ฆ ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ , ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( ๐‘ƒ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘˜ ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘˜ ๐ธ ๐‘Œ ) ) ) ) ) ) = ( ๐‘ โˆˆ ๐ฟ โ†ฆ ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ , ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( ๐‘ƒ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘› ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘› ๐ธ ๐‘Œ ) ) ) ) ) )
47 7 46 eqtri โŠข ๐ผ = ( ๐‘ โˆˆ ๐ฟ โ†ฆ ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ , ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( ๐‘ƒ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘– ( ( coe1 โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐‘› ) ๐‘— ) ยท ( ๐‘› ๐ธ ๐‘Œ ) ) ) ) ) )
48 1 2 3 4 5 6 47 8 13 14 15 mp2pm2mplem5 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) finSupp ( 0g โ€˜ ๐‘„ ) )
49 3 20 24 26 37 48 gsumcl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โˆˆ ๐ฟ )
50 simp3 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ )
51 19 49 50 3jca โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ Ring โˆง ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โˆˆ ๐ฟ โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) )
52 1 2 3 4 5 6 7 8 mp2pm2mplem4 โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) = ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘› ) )
53 52 oveq1d โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) )
54 53 adantlr โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) )
55 54 mpteq2dva โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) )
56 55 oveq2d โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) = ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) )
57 56 fveq2d โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( coe1 โ€˜ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) ) = ( coe1 โ€˜ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) ) )
58 57 fveq1d โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( coe1 โ€˜ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘™ ) = ( ( coe1 โ€˜ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘™ ) )
59 19 50 jca โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) )
60 59 adantr โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) )
61 eqid โŠข ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) = ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ )
62 2 15 3 13 34 14 61 ply1coe โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ๐‘‚ = ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) )
63 60 62 syl โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘‚ = ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) )
64 63 eqcomd โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) = ๐‘‚ )
65 64 fveq2d โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( coe1 โ€˜ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) ) = ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) )
66 65 fveq1d โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( coe1 โ€˜ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘™ ) = ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘™ ) )
67 58 66 eqtrd โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โˆง ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( coe1 โ€˜ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘™ ) = ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘™ ) )
68 67 ralrimiva โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ โˆ€ ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ( ( coe1 โ€˜ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘™ ) = ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘™ ) )
69 eqid โŠข ( coe1 โ€˜ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) ) = ( coe1 โ€˜ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) )
70 2 3 69 61 eqcoe1ply1eq โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Ring โˆง ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) โˆˆ ๐ฟ โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ( ( coe1 โ€˜ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘™ ) = ( ( coe1 โ€˜ ๐‘‚ ) โ€˜ ๐‘™ ) โ†’ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) = ๐‘‚ ) )
71 51 68 70 sylc โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐‘„ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) decompPMat ๐‘› ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ ) ( ๐‘› ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘„ ) ) ( var1 โ€˜ ๐ด ) ) ) ) ) = ๐‘‚ )
72 17 71 eqtrd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‚ โˆˆ ๐ฟ ) โ†’ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐ผ โ€˜ ๐‘‚ ) ) = ๐‘‚ )