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Theorem cayhamlem1

Description: Lemma 1 for cayleyhamilton . (Contributed by AV, 11-Nov-2019)

Ref Expression
Hypotheses cayhamlem1.a ⊢ A = N Mat R
cayhamlem1.b ⊢ B = Base A
cayhamlem1.p ⊢ P = Poly 1 ⁡ R
cayhamlem1.y ⊢ Y = N Mat P
cayhamlem1.r ⊢ × ˙ = ⋅ Y
cayhamlem1.s ⊢ - ˙ = - Y
cayhamlem1.0 ⊢ 0 ˙ = 0 Y
cayhamlem1.t ⊢ T = N matToPolyMat R
cayhamlem1.g ⊢ G = n ∈ ℕ 0 ⟼ if n = 0 0 ˙ - ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0 if n = s + 1 T ⁡ b ⁡ s if s + 1 < n 0 ˙ T ⁡ b ⁡ n − 1 - ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ n
cayhamlem1.e ⊢ × ˙ = ⋅ mulGrp Y
Assertion cayhamlem1 ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → ∑ Y i ∈ ℕ 0 i × ˙ T ⁡ M × ˙ G ⁡ i = 0 ˙

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cayhamlem1.a ⊢ A = N Mat R
2 cayhamlem1.b ⊢ B = Base A
3 cayhamlem1.p ⊢ P = Poly 1 ⁡ R
4 cayhamlem1.y ⊢ Y = N Mat P
5 cayhamlem1.r ⊢ × ˙ = ⋅ Y
6 cayhamlem1.s ⊢ - ˙ = - Y
7 cayhamlem1.0 ⊢ 0 ˙ = 0 Y
8 cayhamlem1.t ⊢ T = N matToPolyMat R
9 cayhamlem1.g ⊢ G = n ∈ ℕ 0 ⟼ if n = 0 0 ˙ - ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0 if n = s + 1 T ⁡ b ⁡ s if s + 1 < n 0 ˙ T ⁡ b ⁡ n − 1 - ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ n
10 cayhamlem1.e ⊢ × ˙ = ⋅ mulGrp Y
11 eqid ⊢ + Y = + Y
12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 chfacfpmmulgsum2 ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → ∑ Y i ∈ ℕ 0 i × ˙ T ⁡ M × ˙ G ⁡ i = ∑ Y i = 1 s i × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i − 1 - ˙ i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i + Y s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s - ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0
13 elfzelz ⊢ i ∈ 1 … s → i ∈ ℤ
14 13 zcnd ⊢ i ∈ 1 … s → i ∈ ℂ
15 pncan1 ⊢ i ∈ ℂ → i + 1 - 1 = i
16 14 15 syl ⊢ i ∈ 1 … s → i + 1 - 1 = i
17 16 eqcomd ⊢ i ∈ 1 … s → i = i + 1 - 1
18 17 adantl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ i ∈ 1 … s → i = i + 1 - 1
19 18 fveq2d ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ i ∈ 1 … s → b ⁡ i = b ⁡ i + 1 - 1
20 19 fveq2d ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ i ∈ 1 … s → T ⁡ b ⁡ i = T ⁡ b ⁡ i + 1 - 1
21 20 oveq2d ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ i ∈ 1 … s → i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i = i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i + 1 - 1
22 21 oveq2d ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ i ∈ 1 … s → i × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i − 1 - ˙ i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i = i × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i − 1 - ˙ i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i + 1 - 1
23 22 mpteq2dva ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B → i ∈ 1 … s ⟼ i × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i − 1 - ˙ i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i = i ∈ 1 … s ⟼ i × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i − 1 - ˙ i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i + 1 - 1
24 23 oveq2d ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B → ∑ Y i = 1 s i × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i − 1 - ˙ i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i = ∑ Y i = 1 s i × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i − 1 - ˙ i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i + 1 - 1
25 24 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → ∑ Y i = 1 s i × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i − 1 - ˙ i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i = ∑ Y i = 1 s i × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i − 1 - ˙ i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i + 1 - 1
26 eqid ⊢ Base Y = Base Y
27 crngring ⊢ R ∈ CRing → R ∈ Ring
28 27 anim2i ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing → N ∈ Fin ∧ R ∈ Ring
29 28 3adant3 ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B → N ∈ Fin ∧ R ∈ Ring
30 3 4 pmatring ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ Ring → Y ∈ Ring
31 29 30 syl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B → Y ∈ Ring
32 ringabl ⊢ Y ∈ Ring → Y ∈ Abel
33 31 32 syl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B → Y ∈ Abel
34 33 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → Y ∈ Abel
35 elnnuz ⊢ s ∈ ℕ ↔ s ∈ ℤ ≥ 1
36 35 biimpi ⊢ s ∈ ℕ → s ∈ ℤ ≥ 1
37 36 ad2antrl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → s ∈ ℤ ≥ 1
38 31 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → Y ∈ Ring
39 38 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s ∧ k ∈ 1 … s + 1 → Y ∈ Ring
40 28 30 syl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing → Y ∈ Ring
41 40 3adant3 ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B → Y ∈ Ring
42 eqid ⊢ mulGrp Y = mulGrp Y
43 42 ringmgp ⊢ Y ∈ Ring → mulGrp Y ∈ Mnd
44 41 43 syl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B → mulGrp Y ∈ Mnd
45 44 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → mulGrp Y ∈ Mnd
46 45 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s ∧ k ∈ 1 … s + 1 → mulGrp Y ∈ Mnd
47 mndmgm ⊢ mulGrp Y ∈ Mnd → mulGrp Y ∈ Mgm
48 46 47 syl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s ∧ k ∈ 1 … s + 1 → mulGrp Y ∈ Mgm
49 elfznn ⊢ k ∈ 1 … s + 1 → k ∈ ℕ
50 49 adantl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s ∧ k ∈ 1 … s + 1 → k ∈ ℕ
51 8 1 2 3 4 mat2pmatbas ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ Ring ∧ M ∈ B → T ⁡ M ∈ Base Y
52 27 51 syl3an2 ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B → T ⁡ M ∈ Base Y
53 52 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → T ⁡ M ∈ Base Y
54 53 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s ∧ k ∈ 1 … s + 1 → T ⁡ M ∈ Base Y
55 42 26 mgpbas ⊢ Base Y = Base mulGrp Y
56 55 10 mulgnncl ⊢ mulGrp Y ∈ Mgm ∧ k ∈ ℕ ∧ T ⁡ M ∈ Base Y → k × ˙ T ⁡ M ∈ Base Y
57 48 50 54 56 syl3anc ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s ∧ k ∈ 1 … s + 1 → k × ˙ T ⁡ M ∈ Base Y
58 simpl1 ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → N ∈ Fin
59 58 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s ∧ k ∈ 1 … s + 1 → N ∈ Fin
60 27 3ad2ant2 ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B → R ∈ Ring
61 60 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → R ∈ Ring
62 61 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s ∧ k ∈ 1 … s + 1 → R ∈ Ring
63 elmapi ⊢ b ∈ B 0 … s → b : 0 … s ⟶ B
64 63 adantl ⊢ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → b : 0 … s ⟶ B
65 64 adantl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → b : 0 … s ⟶ B
66 65 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s ∧ k ∈ 1 … s + 1 → b : 0 … s ⟶ B
67 nnz ⊢ k ∈ ℕ → k ∈ ℤ
68 peano2nn ⊢ s ∈ ℕ → s + 1 ∈ ℕ
69 68 nnzd ⊢ s ∈ ℕ → s + 1 ∈ ℤ
70 elfzm1b ⊢ k ∈ ℤ ∧ s + 1 ∈ ℤ → k ∈ 1 … s + 1 ↔ k − 1 ∈ 0 … s + 1 - 1
71 67 69 70 syl2an ⊢ k ∈ ℕ ∧ s ∈ ℕ → k ∈ 1 … s + 1 ↔ k − 1 ∈ 0 … s + 1 - 1
72 nncn ⊢ s ∈ ℕ → s ∈ ℂ
73 pncan1 ⊢ s ∈ ℂ → s + 1 - 1 = s
74 72 73 syl ⊢ s ∈ ℕ → s + 1 - 1 = s
75 74 adantl ⊢ k ∈ ℕ ∧ s ∈ ℕ → s + 1 - 1 = s
76 75 oveq2d ⊢ k ∈ ℕ ∧ s ∈ ℕ → 0 … s + 1 - 1 = 0 … s
77 76 eleq2d ⊢ k ∈ ℕ ∧ s ∈ ℕ → k − 1 ∈ 0 … s + 1 - 1 ↔ k − 1 ∈ 0 … s
78 77 biimpd ⊢ k ∈ ℕ ∧ s ∈ ℕ → k − 1 ∈ 0 … s + 1 - 1 → k − 1 ∈ 0 … s
79 71 78 sylbid ⊢ k ∈ ℕ ∧ s ∈ ℕ → k ∈ 1 … s + 1 → k − 1 ∈ 0 … s
80 79 expcom ⊢ s ∈ ℕ → k ∈ ℕ → k ∈ 1 … s + 1 → k − 1 ∈ 0 … s
81 80 com13 ⊢ k ∈ 1 … s + 1 → k ∈ ℕ → s ∈ ℕ → k − 1 ∈ 0 … s
82 49 81 mpd ⊢ k ∈ 1 … s + 1 → s ∈ ℕ → k − 1 ∈ 0 … s
83 82 com12 ⊢ s ∈ ℕ → k ∈ 1 … s + 1 → k − 1 ∈ 0 … s
84 83 ad2antrl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → k ∈ 1 … s + 1 → k − 1 ∈ 0 … s
85 84 imp ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s ∧ k ∈ 1 … s + 1 → k − 1 ∈ 0 … s
86 66 85 ffvelcdmd ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s ∧ k ∈ 1 … s + 1 → b ⁡ k − 1 ∈ B
87 8 1 2 3 4 mat2pmatbas ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ Ring ∧ b ⁡ k − 1 ∈ B → T ⁡ b ⁡ k − 1 ∈ Base Y
88 59 62 86 87 syl3anc ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s ∧ k ∈ 1 … s + 1 → T ⁡ b ⁡ k − 1 ∈ Base Y
89 26 5 ringcl ⊢ Y ∈ Ring ∧ k × ˙ T ⁡ M ∈ Base Y ∧ T ⁡ b ⁡ k − 1 ∈ Base Y → k × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ k − 1 ∈ Base Y
90 39 57 88 89 syl3anc ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s ∧ k ∈ 1 … s + 1 → k × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ k − 1 ∈ Base Y
91 90 ralrimiva ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → ∀ k ∈ 1 … s + 1 k × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ k − 1 ∈ Base Y
92 oveq1 ⊢ k = i → k × ˙ T ⁡ M = i × ˙ T ⁡ M
93 fvoveq1 ⊢ k = i → b ⁡ k − 1 = b ⁡ i − 1
94 93 fveq2d ⊢ k = i → T ⁡ b ⁡ k − 1 = T ⁡ b ⁡ i − 1
95 92 94 oveq12d ⊢ k = i → k × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ k − 1 = i × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i − 1
96 oveq1 ⊢ k = i + 1 → k × ˙ T ⁡ M = i + 1 × ˙ T ⁡ M
97 fvoveq1 ⊢ k = i + 1 → b ⁡ k − 1 = b ⁡ i + 1 - 1
98 97 fveq2d ⊢ k = i + 1 → T ⁡ b ⁡ k − 1 = T ⁡ b ⁡ i + 1 - 1
99 96 98 oveq12d ⊢ k = i + 1 → k × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ k − 1 = i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i + 1 - 1
100 oveq1 ⊢ k = 1 → k × ˙ T ⁡ M = 1 × ˙ T ⁡ M
101 fvoveq1 ⊢ k = 1 → b ⁡ k − 1 = b ⁡ 1 − 1
102 101 fveq2d ⊢ k = 1 → T ⁡ b ⁡ k − 1 = T ⁡ b ⁡ 1 − 1
103 100 102 oveq12d ⊢ k = 1 → k × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ k − 1 = 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 1 − 1
104 oveq1 ⊢ k = s + 1 → k × ˙ T ⁡ M = s + 1 × ˙ T ⁡ M
105 fvoveq1 ⊢ k = s + 1 → b ⁡ k − 1 = b ⁡ s + 1 - 1
106 105 fveq2d ⊢ k = s + 1 → T ⁡ b ⁡ k − 1 = T ⁡ b ⁡ s + 1 - 1
107 104 106 oveq12d ⊢ k = s + 1 → k × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ k − 1 = s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s + 1 - 1
108 26 34 6 37 91 95 99 103 107 telgsumfz ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → ∑ Y i = 1 s i × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i − 1 - ˙ i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i + 1 - 1 = 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 1 − 1 - ˙ s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s + 1 - 1
109 25 108 eqtrd ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → ∑ Y i = 1 s i × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i − 1 - ˙ i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i = 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 1 − 1 - ˙ s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s + 1 - 1
110 109 oveq1d ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → ∑ Y i = 1 s i × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i − 1 - ˙ i + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ i + Y s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s - ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0 = 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 1 − 1 - ˙ s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s + 1 - 1 + Y s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s - ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0
111 55 10 mulg1 ⊢ T ⁡ M ∈ Base Y → 1 × ˙ T ⁡ M = T ⁡ M
112 52 111 syl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B → 1 × ˙ T ⁡ M = T ⁡ M
113 112 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → 1 × ˙ T ⁡ M = T ⁡ M
114 1cnd ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → 1 ∈ ℂ
115 114 subidd ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → 1 − 1 = 0
116 115 fveq2d ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → b ⁡ 1 − 1 = b ⁡ 0
117 116 fveq2d ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → T ⁡ b ⁡ 1 − 1 = T ⁡ b ⁡ 0
118 113 117 oveq12d ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 1 − 1 = T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0
119 72 ad2antrl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → s ∈ ℂ
120 119 114 pncand ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → s + 1 - 1 = s
121 120 fveq2d ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → b ⁡ s + 1 - 1 = b ⁡ s
122 121 fveq2d ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → T ⁡ b ⁡ s + 1 - 1 = T ⁡ b ⁡ s
123 122 oveq2d ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s + 1 - 1 = s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s
124 118 123 oveq12d ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 1 − 1 - ˙ s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s + 1 - 1 = T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0 - ˙ s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s
125 124 oveq1d ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 1 − 1 - ˙ s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s + 1 - 1 + Y s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s - ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0 = T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0 - ˙ s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s + Y s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s - ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0
126 ringgrp ⊢ Y ∈ Ring → Y ∈ Grp
127 31 126 syl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B → Y ∈ Grp
128 127 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → Y ∈ Grp
129 nnnn0 ⊢ s ∈ ℕ → s ∈ ℕ 0
130 0elfz ⊢ s ∈ ℕ 0 → 0 ∈ 0 … s
131 129 130 syl ⊢ s ∈ ℕ → 0 ∈ 0 … s
132 131 ad2antrl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → 0 ∈ 0 … s
133 65 132 ffvelcdmd ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → b ⁡ 0 ∈ B
134 8 1 2 3 4 mat2pmatbas ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ Ring ∧ b ⁡ 0 ∈ B → T ⁡ b ⁡ 0 ∈ Base Y
135 58 61 133 134 syl3anc ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → T ⁡ b ⁡ 0 ∈ Base Y
136 26 5 ringcl ⊢ Y ∈ Ring ∧ T ⁡ M ∈ Base Y ∧ T ⁡ b ⁡ 0 ∈ Base Y → T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0 ∈ Base Y
137 38 53 135 136 syl3anc ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0 ∈ Base Y
138 45 47 syl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → mulGrp Y ∈ Mgm
139 simprl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → s ∈ ℕ
140 139 peano2nnd ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → s + 1 ∈ ℕ
141 55 10 mulgnncl ⊢ mulGrp Y ∈ Mgm ∧ s + 1 ∈ ℕ ∧ T ⁡ M ∈ Base Y → s + 1 × ˙ T ⁡ M ∈ Base Y
142 138 140 53 141 syl3anc ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → s + 1 × ˙ T ⁡ M ∈ Base Y
143 nn0fz0 ⊢ s ∈ ℕ 0 ↔ s ∈ 0 … s
144 129 143 sylib ⊢ s ∈ ℕ → s ∈ 0 … s
145 144 ad2antrl ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → s ∈ 0 … s
146 65 145 ffvelcdmd ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → b ⁡ s ∈ B
147 8 1 2 3 4 mat2pmatbas ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ Ring ∧ b ⁡ s ∈ B → T ⁡ b ⁡ s ∈ Base Y
148 58 61 146 147 syl3anc ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → T ⁡ b ⁡ s ∈ Base Y
149 26 5 ringcl ⊢ Y ∈ Ring ∧ s + 1 × ˙ T ⁡ M ∈ Base Y ∧ T ⁡ b ⁡ s ∈ Base Y → s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s ∈ Base Y
150 38 142 148 149 syl3anc ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s ∈ Base Y
151 26 11 6 7 grpnpncan0 ⊢ Y ∈ Grp ∧ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0 ∈ Base Y ∧ s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s ∈ Base Y → T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0 - ˙ s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s + Y s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s - ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0 = 0 ˙
152 128 137 150 151 syl12anc ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0 - ˙ s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s + Y s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s - ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0 = 0 ˙
153 125 152 eqtrd ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 1 − 1 - ˙ s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s + 1 - 1 + Y s + 1 × ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ s - ˙ T ⁡ M × ˙ T ⁡ b ⁡ 0 = 0 ˙
154 12 110 153 3eqtrd ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ CRing ∧ M ∈ B ∧ s ∈ ℕ ∧ b ∈ B 0 … s → ∑ Y i ∈ ℕ 0 i × ˙ T ⁡ M × ˙ G ⁡ i = 0 ˙