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Theorem smadiadetglem1

Description: Lemma 1 for smadiadetg . (Contributed by AV, 13-Feb-2019)

Ref Expression
Hypotheses smadiadet.a ⊢ 𝐴 = ( 𝑁 Mat 𝑅 )
smadiadet.b ⊢ 𝐵 = ( Base ‘ 𝐴 )
smadiadet.r ⊢ 𝑅 ∈ CRing
smadiadet.d ⊢ 𝐷 = ( 𝑁 maDet 𝑅 )
smadiadet.h ⊢ 𝐸 = ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) maDet 𝑅 )
Assertion smadiadetglem1 ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( ( 𝐾 ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) 𝑆 ) 𝐾 ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) = ( ( 𝐾 ( ( 𝑁 minMatR1 𝑅 ) ‘ 𝑀 ) 𝐾 ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 smadiadet.a ⊢ 𝐴 = ( 𝑁 Mat 𝑅 )
2 smadiadet.b ⊢ 𝐵 = ( Base ‘ 𝐴 )
3 smadiadet.r ⊢ 𝑅 ∈ CRing
4 smadiadet.d ⊢ 𝐷 = ( 𝑁 maDet 𝑅 )
5 smadiadet.h ⊢ 𝐸 = ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) maDet 𝑅 )
6 mpodifsnif ⊢ ( 𝑖 ∈ ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , 𝑆 , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) = ( 𝑖 ∈ ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) )
7 mpodifsnif ⊢ ( 𝑖 ∈ ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , ( 1r ‘ 𝑅 ) , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) = ( 𝑖 ∈ ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) )
8 6 7 eqtr4i ⊢ ( 𝑖 ∈ ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , 𝑆 , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) = ( 𝑖 ∈ ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , ( 1r ‘ 𝑅 ) , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) )
9 difss ⊢ ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) ⊆ 𝑁
10 ssid ⊢ 𝑁 ⊆ 𝑁
11 9 10 pm3.2i ⊢ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) ⊆ 𝑁 ∧ 𝑁 ⊆ 𝑁 )
12 resmpo ⊢ ( ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) ⊆ 𝑁 ∧ 𝑁 ⊆ 𝑁 ) → ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , 𝑆 , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) = ( 𝑖 ∈ ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , 𝑆 , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) )
13 11 12 mp1i ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , 𝑆 , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) = ( 𝑖 ∈ ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , 𝑆 , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) )
14 resmpo ⊢ ( ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) ⊆ 𝑁 ∧ 𝑁 ⊆ 𝑁 ) → ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , ( 1r ‘ 𝑅 ) , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) = ( 𝑖 ∈ ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , ( 1r ‘ 𝑅 ) , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) )
15 11 14 mp1i ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , ( 1r ‘ 𝑅 ) , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) = ( 𝑖 ∈ ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , ( 1r ‘ 𝑅 ) , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) )
16 8 13 15 3eqtr4a ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , 𝑆 , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) = ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , ( 1r ‘ 𝑅 ) , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) )
17 simp1 ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → 𝑀 ∈ 𝐵 )
18 simp3 ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) )
19 simp2 ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → 𝐾 ∈ 𝑁 )
20 eqid ⊢ ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) = ( 𝑁 matRRep 𝑅 )
21 eqid ⊢ ( 0g ‘ 𝑅 ) = ( 0g ‘ 𝑅 )
22 1 2 20 21 marrepval ⊢ ( ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ) ) → ( 𝐾 ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) 𝑆 ) 𝐾 ) = ( 𝑖 ∈ 𝑁 , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , 𝑆 , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) )
23 17 18 19 19 22 syl22anc ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( 𝐾 ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) 𝑆 ) 𝐾 ) = ( 𝑖 ∈ 𝑁 , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , 𝑆 , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) )
24 23 reseq1d ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( ( 𝐾 ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) 𝑆 ) 𝐾 ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) = ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , 𝑆 , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) )
25 crngring ⊢ ( 𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring )
26 eqid ⊢ ( Base ‘ 𝑅 ) = ( Base ‘ 𝑅 )
27 eqid ⊢ ( 1r ‘ 𝑅 ) = ( 1r ‘ 𝑅 )
28 26 27 ringidcl ⊢ ( 𝑅 ∈ Ring → ( 1r ‘ 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) )
29 25 28 syl ⊢ ( 𝑅 ∈ CRing → ( 1r ‘ 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) )
30 3 29 mp1i ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( 1r ‘ 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) )
31 1 2 20 21 marrepval ⊢ ( ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ ( 1r ‘ 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ) ) → ( 𝐾 ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) ( 1r ‘ 𝑅 ) ) 𝐾 ) = ( 𝑖 ∈ 𝑁 , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , ( 1r ‘ 𝑅 ) , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) )
32 17 30 19 19 31 syl22anc ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( 𝐾 ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) ( 1r ‘ 𝑅 ) ) 𝐾 ) = ( 𝑖 ∈ 𝑁 , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , ( 1r ‘ 𝑅 ) , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) )
33 32 reseq1d ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( ( 𝐾 ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) ( 1r ‘ 𝑅 ) ) 𝐾 ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) = ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 , 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if ( 𝑖 = 𝐾 , if ( 𝑗 = 𝐾 , ( 1r ‘ 𝑅 ) , ( 0g ‘ 𝑅 ) ) , ( 𝑖 𝑀 𝑗 ) ) ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) )
34 16 24 33 3eqtr4d ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( ( 𝐾 ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) 𝑆 ) 𝐾 ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) = ( ( 𝐾 ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) ( 1r ‘ 𝑅 ) ) 𝐾 ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) )
35 3 25 ax-mp ⊢ 𝑅 ∈ Ring
36 1 2 27 minmar1marrep ⊢ ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑀 ∈ 𝐵 ) → ( ( 𝑁 minMatR1 𝑅 ) ‘ 𝑀 ) = ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) ( 1r ‘ 𝑅 ) ) )
37 35 17 36 sylancr ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( ( 𝑁 minMatR1 𝑅 ) ‘ 𝑀 ) = ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) ( 1r ‘ 𝑅 ) ) )
38 37 eqcomd ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) ( 1r ‘ 𝑅 ) ) = ( ( 𝑁 minMatR1 𝑅 ) ‘ 𝑀 ) )
39 38 oveqd ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( 𝐾 ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) ( 1r ‘ 𝑅 ) ) 𝐾 ) = ( 𝐾 ( ( 𝑁 minMatR1 𝑅 ) ‘ 𝑀 ) 𝐾 ) )
40 39 reseq1d ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( ( 𝐾 ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) ( 1r ‘ 𝑅 ) ) 𝐾 ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) = ( ( 𝐾 ( ( 𝑁 minMatR1 𝑅 ) ‘ 𝑀 ) 𝐾 ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) )
41 34 40 eqtrd ⊢ ( ( 𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) → ( ( 𝐾 ( 𝑀 ( 𝑁 matRRep 𝑅 ) 𝑆 ) 𝐾 ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) = ( ( 𝐾 ( ( 𝑁 minMatR1 𝑅 ) ‘ 𝑀 ) 𝐾 ) ↾ ( ( 𝑁 ∖ { 𝐾 } ) × 𝑁 ) ) )