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Theorem 1mavmul

Description: Multiplication of the identity NxN matrix with an N-dimensional vector results in the vector itself. (Contributed by AV, 9-Feb-2019) (Revised by AV, 23-Feb-2019)

Ref Expression
Hypotheses 1mavmul.a A = N Mat R
1mavmul.b B = Base R
1mavmul.t · ˙ = R maVecMul N N
1mavmul.r φ R Ring
1mavmul.n φ N Fin
1mavmul.y φ Y B N
Assertion 1mavmul φ 1 A · ˙ Y = Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 1mavmul.a A = N Mat R
2 1mavmul.b B = Base R
3 1mavmul.t · ˙ = R maVecMul N N
4 1mavmul.r φ R Ring
5 1mavmul.n φ N Fin
6 1mavmul.y φ Y B N
7 eqid R = R
8 eqid Base A = Base A
9 1 fveq2i 1 A = 1 N Mat R
10 1 8 9 mat1bas R Ring N Fin 1 A Base A
11 4 5 10 syl2anc φ 1 A Base A
12 1 3 2 7 4 5 11 6 mavmulval φ 1 A · ˙ Y = i N R j N i 1 A j R Y j
13 eqid 1 R = 1 R
14 eqid 0 R = 0 R
15 1 13 14 mat1 N Fin R Ring 1 A = x N , y N if x = y 1 R 0 R
16 5 4 15 syl2anc φ 1 A = x N , y N if x = y 1 R 0 R
17 16 oveqdr φ i N i 1 A j = i x N , y N if x = y 1 R 0 R j
18 17 oveq1d φ i N i 1 A j R Y j = i x N , y N if x = y 1 R 0 R j R Y j
19 18 mpteq2dv φ i N j N i 1 A j R Y j = j N i x N , y N if x = y 1 R 0 R j R Y j
20 19 oveq2d φ i N R j N i 1 A j R Y j = R j N i x N , y N if x = y 1 R 0 R j R Y j
21 eqidd φ i N j N x N , y N if x = y 1 R 0 R = x N , y N if x = y 1 R 0 R
22 eqeq12 x = i y = j x = y i = j
23 22 ifbid x = i y = j if x = y 1 R 0 R = if i = j 1 R 0 R
24 23 adantl φ i N j N x = i y = j if x = y 1 R 0 R = if i = j 1 R 0 R
25 simpr φ i N i N
26 25 adantr φ i N j N i N
27 simpr φ i N j N j N
28 fvexd φ i N j N 1 R V
29 fvexd φ i N j N 0 R V
30 28 29 ifcld φ i N j N if i = j 1 R 0 R V
31 21 24 26 27 30 ovmpod φ i N j N i x N , y N if x = y 1 R 0 R j = if i = j 1 R 0 R
32 31 oveq1d φ i N j N i x N , y N if x = y 1 R 0 R j R Y j = if i = j 1 R 0 R R Y j
33 iftrue i = j if i = j 1 R 0 R = 1 R
34 33 adantr i = j φ i N j N if i = j 1 R 0 R = 1 R
35 34 oveq1d i = j φ i N j N if i = j 1 R 0 R R Y j = 1 R R Y j
36 4 adantr φ i N R Ring
37 36 adantr φ i N j N R Ring
38 2 fvexi B V
39 38 a1i φ B V
40 39 5 elmapd φ Y B N Y : N B
41 ffvelrn Y : N B j N Y j B
42 41 ex Y : N B j N Y j B
43 40 42 syl6bi φ Y B N j N Y j B
44 6 43 mpd φ j N Y j B
45 44 adantr φ i N j N Y j B
46 45 imp φ i N j N Y j B
47 2 7 13 ringlidm R Ring Y j B 1 R R Y j = Y j
48 37 46 47 syl2anc φ i N j N 1 R R Y j = Y j
49 48 adantl i = j φ i N j N 1 R R Y j = Y j
50 fveq2 j = i Y j = Y i
51 50 equcoms i = j Y j = Y i
52 51 adantr i = j φ i N j N Y j = Y i
53 35 49 52 3eqtrd i = j φ i N j N if i = j 1 R 0 R R Y j = Y i
54 iftrue j = i if j = i Y i 0 R = Y i
55 54 equcoms i = j if j = i Y i 0 R = Y i
56 55 adantr i = j φ i N j N if j = i Y i 0 R = Y i
57 53 56 eqtr4d i = j φ i N j N if i = j 1 R 0 R R Y j = if j = i Y i 0 R
58 iffalse ¬ i = j if i = j 1 R 0 R = 0 R
59 58 oveq1d ¬ i = j if i = j 1 R 0 R R Y j = 0 R R Y j
60 59 adantr ¬ i = j φ i N j N if i = j 1 R 0 R R Y j = 0 R R Y j
61 2 7 14 ringlz R Ring Y j B 0 R R Y j = 0 R
62 37 46 61 syl2anc φ i N j N 0 R R Y j = 0 R
63 62 adantl ¬ i = j φ i N j N 0 R R Y j = 0 R
64 eqcom i = j j = i
65 iffalse ¬ j = i if j = i Y i 0 R = 0 R
66 64 65 sylnbi ¬ i = j if j = i Y i 0 R = 0 R
67 66 eqcomd ¬ i = j 0 R = if j = i Y i 0 R
68 67 adantr ¬ i = j φ i N j N 0 R = if j = i Y i 0 R
69 60 63 68 3eqtrd ¬ i = j φ i N j N if i = j 1 R 0 R R Y j = if j = i Y i 0 R
70 57 69 pm2.61ian φ i N j N if i = j 1 R 0 R R Y j = if j = i Y i 0 R
71 32 70 eqtrd φ i N j N i x N , y N if x = y 1 R 0 R j R Y j = if j = i Y i 0 R
72 71 mpteq2dva φ i N j N i x N , y N if x = y 1 R 0 R j R Y j = j N if j = i Y i 0 R
73 72 oveq2d φ i N R j N i x N , y N if x = y 1 R 0 R j R Y j = R j N if j = i Y i 0 R
74 ringmnd R Ring R Mnd
75 4 74 syl φ R Mnd
76 75 adantr φ i N R Mnd
77 5 adantr φ i N N Fin
78 eqid j N if j = i Y i 0 R = j N if j = i Y i 0 R
79 ffvelrn Y : N B i N Y i B
80 79 2 eleqtrdi Y : N B i N Y i Base R
81 80 ex Y : N B i N Y i Base R
82 40 81 syl6bi φ Y B N i N Y i Base R
83 6 82 mpd φ i N Y i Base R
84 83 imp φ i N Y i Base R
85 14 76 77 25 78 84 gsummptif1n0 φ i N R j N if j = i Y i 0 R = Y i
86 20 73 85 3eqtrd φ i N R j N i 1 A j R Y j = Y i
87 86 mpteq2dva φ i N R j N i 1 A j R Y j = i N Y i
88 ffn Y : N B Y Fn N
89 40 88 syl6bi φ Y B N Y Fn N
90 6 89 mpd φ Y Fn N
91 eqcom i N Y i = Y Y = i N Y i
92 dffn5 Y Fn N Y = i N Y i
93 91 92 bitr4i i N Y i = Y Y Fn N
94 90 93 sylibr φ i N Y i = Y
95 12 87 94 3eqtrd φ 1 A · ˙ Y = Y