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Theorem cramerlem3

Description: Lemma 3 for cramer . (Contributed by AV, 21-Feb-2019) (Revised by AV, 1-Mar-2019)

Ref Expression
Hypotheses cramer.a ⊢ A = N Mat R
cramer.b ⊢ B = Base A
cramer.v ⊢ V = Base R N
cramer.d ⊢ D = N maDet R
cramer.x ⊢ · ˙ = R maVecMul N N
cramer.q ⊢ × ˙ = / r ⁡ R
Assertion cramerlem3 ⊢ N ≠ ∅ ∧ R ∈ CRing ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ∈ Unit ⁡ R → Z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ Z = Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cramer.a ⊢ A = N Mat R
2 cramer.b ⊢ B = Base A
3 cramer.v ⊢ V = Base R N
4 cramer.d ⊢ D = N maDet R
5 cramer.x ⊢ · ˙ = R maVecMul N N
6 cramer.q ⊢ × ˙ = / r ⁡ R
7 1 2 3 5 4 slesolex ⊢ N ≠ ∅ ∧ R ∈ CRing ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ∈ Unit ⁡ R → ∃ v ∈ V X · ˙ v = Y
8 1 2 3 4 5 6 cramerlem2 ⊢ R ∈ CRing ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ∈ Unit ⁡ R → ∀ z ∈ V X · ˙ z = Y → z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X
9 8 3adant1l ⊢ N ≠ ∅ ∧ R ∈ CRing ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ∈ Unit ⁡ R → ∀ z ∈ V X · ˙ z = Y → z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X
10 oveq2 ⊢ z = v → X · ˙ z = X · ˙ v
11 10 eqeq1d ⊢ z = v → X · ˙ z = Y ↔ X · ˙ v = Y
12 oveq2 ⊢ v = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ v = X · ˙ i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X
13 12 eqeq1d ⊢ v = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ v = Y ↔ X · ˙ i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X = Y
14 11 13 rexraleqim ⊢ ∃ v ∈ V X · ˙ v = Y ∧ ∀ z ∈ V X · ˙ z = Y → z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X = Y
15 oveq2 ⊢ Z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ Z = X · ˙ i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X
16 15 adantl ⊢ X · ˙ i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X = Y ∧ Z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ Z = X · ˙ i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X
17 simpl ⊢ X · ˙ i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X = Y ∧ Z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X = Y
18 16 17 eqtrd ⊢ X · ˙ i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X = Y ∧ Z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ Z = Y
19 18 ex ⊢ X · ˙ i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X = Y → Z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ Z = Y
20 19 a1d ⊢ X · ˙ i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X = Y → N ≠ ∅ ∧ R ∈ CRing ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ∈ Unit ⁡ R → Z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ Z = Y
21 14 20 syl ⊢ ∃ v ∈ V X · ˙ v = Y ∧ ∀ z ∈ V X · ˙ z = Y → z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → N ≠ ∅ ∧ R ∈ CRing ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ∈ Unit ⁡ R → Z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ Z = Y
22 21 expcom ⊢ ∀ z ∈ V X · ˙ z = Y → z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → ∃ v ∈ V X · ˙ v = Y → N ≠ ∅ ∧ R ∈ CRing ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ∈ Unit ⁡ R → Z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ Z = Y
23 22 com23 ⊢ ∀ z ∈ V X · ˙ z = Y → z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → N ≠ ∅ ∧ R ∈ CRing ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ∈ Unit ⁡ R → ∃ v ∈ V X · ˙ v = Y → Z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ Z = Y
24 9 23 mpcom ⊢ N ≠ ∅ ∧ R ∈ CRing ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ∈ Unit ⁡ R → ∃ v ∈ V X · ˙ v = Y → Z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ Z = Y
25 7 24 mpd ⊢ N ≠ ∅ ∧ R ∈ CRing ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ∈ Unit ⁡ R → Z = i ∈ N ⟼ D ⁡ X N matRepV R Y ⁡ i × ˙ D ⁡ X → X · ˙ Z = Y