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Theorem scmatrhmcl

Description: The value of the ring homomorphism F is a scalar matrix. (Contributed by AV, 22-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses scmatrhmval.k 𝐾 = ( Base ‘ 𝑅 )
scmatrhmval.a 𝐴 = ( 𝑁 Mat 𝑅 )
scmatrhmval.o 1 = ( 1r𝐴 )
scmatrhmval.t = ( ·𝑠𝐴 )
scmatrhmval.f 𝐹 = ( 𝑥𝐾 ↦ ( 𝑥 1 ) )
scmatrhmval.c 𝐶 = ( 𝑁 ScMat 𝑅 )
Assertion scmatrhmcl ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐾 ) → ( 𝐹𝑋 ) ∈ 𝐶 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 scmatrhmval.k 𝐾 = ( Base ‘ 𝑅 )
2 scmatrhmval.a 𝐴 = ( 𝑁 Mat 𝑅 )
3 scmatrhmval.o 1 = ( 1r𝐴 )
4 scmatrhmval.t = ( ·𝑠𝐴 )
5 scmatrhmval.f 𝐹 = ( 𝑥𝐾 ↦ ( 𝑥 1 ) )
6 scmatrhmval.c 𝐶 = ( 𝑁 ScMat 𝑅 )
7 1 2 3 4 5 scmatrhmval ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐾 ) → ( 𝐹𝑋 ) = ( 𝑋 1 ) )
8 7 3adant1 ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐾 ) → ( 𝐹𝑋 ) = ( 𝑋 1 ) )
9 3simpa ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐾 ) → ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ) )
10 simp3 ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐾 ) → 𝑋𝐾 )
11 2 matring ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ) → 𝐴 ∈ Ring )
12 11 3adant3 ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐾 ) → 𝐴 ∈ Ring )
13 eqid ( Base ‘ 𝐴 ) = ( Base ‘ 𝐴 )
14 13 3 ringidcl ( 𝐴 ∈ Ring → 1 ∈ ( Base ‘ 𝐴 ) )
15 12 14 syl ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐾 ) → 1 ∈ ( Base ‘ 𝐴 ) )
16 1 2 13 4 matvscl ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ) ∧ ( 𝑋𝐾1 ∈ ( Base ‘ 𝐴 ) ) ) → ( 𝑋 1 ) ∈ ( Base ‘ 𝐴 ) )
17 9 10 15 16 syl12anc ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐾 ) → ( 𝑋 1 ) ∈ ( Base ‘ 𝐴 ) )
18 oveq1 ( 𝑐 = 𝑋 → ( 𝑐 1 ) = ( 𝑋 1 ) )
19 18 eqeq2d ( 𝑐 = 𝑋 → ( ( 𝑋 1 ) = ( 𝑐 1 ) ↔ ( 𝑋 1 ) = ( 𝑋 1 ) ) )
20 19 adantl ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐾 ) ∧ 𝑐 = 𝑋 ) → ( ( 𝑋 1 ) = ( 𝑐 1 ) ↔ ( 𝑋 1 ) = ( 𝑋 1 ) ) )
21 eqidd ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐾 ) → ( 𝑋 1 ) = ( 𝑋 1 ) )
22 10 20 21 rspcedvd ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐾 ) → ∃ 𝑐𝐾 ( 𝑋 1 ) = ( 𝑐 1 ) )
23 1 2 13 3 4 6 scmatel ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ) → ( ( 𝑋 1 ) ∈ 𝐶 ↔ ( ( 𝑋 1 ) ∈ ( Base ‘ 𝐴 ) ∧ ∃ 𝑐𝐾 ( 𝑋 1 ) = ( 𝑐 1 ) ) ) )
24 23 3adant3 ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐾 ) → ( ( 𝑋 1 ) ∈ 𝐶 ↔ ( ( 𝑋 1 ) ∈ ( Base ‘ 𝐴 ) ∧ ∃ 𝑐𝐾 ( 𝑋 1 ) = ( 𝑐 1 ) ) ) )
25 17 22 24 mpbir2and ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐾 ) → ( 𝑋 1 ) ∈ 𝐶 )
26 8 25 eqeltrd ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑋𝐾 ) → ( 𝐹𝑋 ) ∈ 𝐶 )