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Theorem mamudm

Description: The domain of the matrix multiplication function. (Contributed by AV, 10-Feb-2019)

Ref Expression
Hypotheses mamudm.e ⊢ E = R freeLMod M × N
mamudm.b ⊢ B = Base E
mamudm.f ⊢ F = R freeLMod N × P
mamudm.c ⊢ C = Base F
mamudm.m ⊢ × ˙ = R maMul M N P
Assertion mamudm ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → dom ⁡ × ˙ = B × C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mamudm.e ⊢ E = R freeLMod M × N
2 mamudm.b ⊢ B = Base E
3 mamudm.f ⊢ F = R freeLMod N × P
4 mamudm.c ⊢ C = Base F
5 mamudm.m ⊢ × ˙ = R maMul M N P
6 eqid ⊢ Base R = Base R
7 eqid ⊢ ⋅ R = ⋅ R
8 simpl ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → R ∈ V
9 simpr1 ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → M ∈ Fin
10 simpr2 ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → N ∈ Fin
11 simpr3 ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → P ∈ Fin
12 5 6 7 8 9 10 11 mamufval ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → × ˙ = x ∈ Base R M × N , y ∈ Base R N × P ⟼ i ∈ M , k ∈ P ⟼ ∑ R j ∈ N i x j ⋅ R j y k
13 12 dmeqd ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → dom ⁡ × ˙ = dom ⁡ x ∈ Base R M × N , y ∈ Base R N × P ⟼ i ∈ M , k ∈ P ⟼ ∑ R j ∈ N i x j ⋅ R j y k
14 mpoexga ⊢ M ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → i ∈ M , k ∈ P ⟼ ∑ R j ∈ N i x j ⋅ R j y k ∈ V
15 14 3adant2 ⊢ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → i ∈ M , k ∈ P ⟼ ∑ R j ∈ N i x j ⋅ R j y k ∈ V
16 15 adantl ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → i ∈ M , k ∈ P ⟼ ∑ R j ∈ N i x j ⋅ R j y k ∈ V
17 16 a1d ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → x ∈ Base R M × N ∧ y ∈ Base R N × P → i ∈ M , k ∈ P ⟼ ∑ R j ∈ N i x j ⋅ R j y k ∈ V
18 17 ralrimivv ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → ∀ x ∈ Base R M × N ∀ y ∈ Base R N × P i ∈ M , k ∈ P ⟼ ∑ R j ∈ N i x j ⋅ R j y k ∈ V
19 eqid ⊢ x ∈ Base R M × N , y ∈ Base R N × P ⟼ i ∈ M , k ∈ P ⟼ ∑ R j ∈ N i x j ⋅ R j y k = x ∈ Base R M × N , y ∈ Base R N × P ⟼ i ∈ M , k ∈ P ⟼ ∑ R j ∈ N i x j ⋅ R j y k
20 19 dmmpoga ⊢ ∀ x ∈ Base R M × N ∀ y ∈ Base R N × P i ∈ M , k ∈ P ⟼ ∑ R j ∈ N i x j ⋅ R j y k ∈ V → dom ⁡ x ∈ Base R M × N , y ∈ Base R N × P ⟼ i ∈ M , k ∈ P ⟼ ∑ R j ∈ N i x j ⋅ R j y k = Base R M × N × Base R N × P
21 18 20 syl ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → dom ⁡ x ∈ Base R M × N , y ∈ Base R N × P ⟼ i ∈ M , k ∈ P ⟼ ∑ R j ∈ N i x j ⋅ R j y k = Base R M × N × Base R N × P
22 xpfi ⊢ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin → M × N ∈ Fin
23 22 3adant3 ⊢ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → M × N ∈ Fin
24 1 6 frlmfibas ⊢ R ∈ V ∧ M × N ∈ Fin → Base R M × N = Base E
25 23 24 sylan2 ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → Base R M × N = Base E
26 25 2 eqtr4di ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → Base R M × N = B
27 xpfi ⊢ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → N × P ∈ Fin
28 27 3adant1 ⊢ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → N × P ∈ Fin
29 3 6 frlmfibas ⊢ R ∈ V ∧ N × P ∈ Fin → Base R N × P = Base F
30 28 29 sylan2 ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → Base R N × P = Base F
31 30 4 eqtr4di ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → Base R N × P = C
32 26 31 xpeq12d ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → Base R M × N × Base R N × P = B × C
33 13 21 32 3eqtrd ⊢ R ∈ V ∧ M ∈ Fin ∧ N ∈ Fin ∧ P ∈ Fin → dom ⁡ × ˙ = B × C