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Theorem mat1mhm

Description: There is a monoid homomorphism from the multiplicative group of a ring to the multiplicative group of the ring of matrices with dimension 1 over this ring. (Contributed by AV, 22-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses mat1rhmval.k K = Base R
mat1rhmval.a A = E Mat R
mat1rhmval.b B = Base A
mat1rhmval.o O = E E
mat1rhmval.f F = x K O x
mat1mhm.m M = mulGrp R
mat1mhm.n N = mulGrp A
Assertion mat1mhm R Ring E V F M MndHom N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mat1rhmval.k K = Base R
2 mat1rhmval.a A = E Mat R
3 mat1rhmval.b B = Base A
4 mat1rhmval.o O = E E
5 mat1rhmval.f F = x K O x
6 mat1mhm.m M = mulGrp R
7 mat1mhm.n N = mulGrp A
8 6 ringmgp R Ring M Mnd
9 8 adantr R Ring E V M Mnd
10 snfi E Fin
11 simpl R Ring E V R Ring
12 2 matring E Fin R Ring A Ring
13 10 11 12 sylancr R Ring E V A Ring
14 7 ringmgp A Ring N Mnd
15 13 14 syl R Ring E V N Mnd
16 1 2 3 4 5 mat1f R Ring E V F : K B
17 ringmnd R Ring R Mnd
18 17 adantr R Ring E V R Mnd
19 18 adantr R Ring E V w K y K R Mnd
20 simpr R Ring E V E V
21 20 adantr R Ring E V w K y K E V
22 simpll R Ring E V w K y K R Ring
23 eqid Base A = Base A
24 snidg E V E E
25 24 ad2antlr R Ring E V w K y K E E
26 simprl R Ring E V w K y K w K
27 1 2 23 4 5 mat1rhmcl R Ring E V w K F w Base A
28 22 21 26 27 syl3anc R Ring E V w K y K F w Base A
29 2 1 23 25 25 28 matecld R Ring E V w K y K E F w E K
30 simprr R Ring E V w K y K y K
31 1 2 23 4 5 mat1rhmcl R Ring E V y K F y Base A
32 22 21 30 31 syl3anc R Ring E V w K y K F y Base A
33 2 1 23 25 25 32 matecld R Ring E V w K y K E F y E K
34 eqid R = R
35 1 34 ringcl R Ring E F w E K E F y E K E F w E R E F y E K
36 22 29 33 35 syl3anc R Ring E V w K y K E F w E R E F y E K
37 oveq2 e = E E F w e = E F w E
38 oveq1 e = E e F y E = E F y E
39 37 38 oveq12d e = E E F w e R e F y E = E F w E R E F y E
40 39 adantl R Ring E V w K y K e = E E F w e R e F y E = E F w E R E F y E
41 1 19 21 36 40 gsumsnd R Ring E V w K y K R e E E F w e R e F y E = E F w E R E F y E
42 1 2 3 4 5 mat1rhmelval R Ring E V w K E F w E = w
43 22 21 26 42 syl3anc R Ring E V w K y K E F w E = w
44 1 2 3 4 5 mat1rhmelval R Ring E V y K E F y E = y
45 22 21 30 44 syl3anc R Ring E V w K y K E F y E = y
46 43 45 oveq12d R Ring E V w K y K E F w E R E F y E = w R y
47 41 46 eqtrd R Ring E V w K y K R e E E F w e R e F y E = w R y
48 1 2 3 4 5 mat1rhmcl R Ring E V w K F w B
49 22 21 26 48 syl3anc R Ring E V w K y K F w B
50 1 2 3 4 5 mat1rhmcl R Ring E V y K F y B
51 22 21 30 50 syl3anc R Ring E V w K y K F y B
52 49 51 jca R Ring E V w K y K F w B F y B
53 24 24 jca E V E E E E
54 53 ad2antlr R Ring E V w K y K E E E E
55 eqid A = A
56 2 3 55 matmulcell R Ring F w B F y B E E E E E F w A F y E = R e E E F w e R e F y E
57 22 52 54 56 syl3anc R Ring E V w K y K E F w A F y E = R e E E F w e R e F y E
58 1 34 ringcl R Ring w K y K w R y K
59 22 26 30 58 syl3anc R Ring E V w K y K w R y K
60 1 2 3 4 5 mat1rhmelval R Ring E V w R y K E F w R y E = w R y
61 22 21 59 60 syl3anc R Ring E V w K y K E F w R y E = w R y
62 47 57 61 3eqtr4rd R Ring E V w K y K E F w R y E = E F w A F y E
63 oveq1 i = E i F w R y j = E F w R y j
64 oveq1 i = E i F w A F y j = E F w A F y j
65 63 64 eqeq12d i = E i F w R y j = i F w A F y j E F w R y j = E F w A F y j
66 oveq2 j = E E F w R y j = E F w R y E
67 oveq2 j = E E F w A F y j = E F w A F y E
68 66 67 eqeq12d j = E E F w R y j = E F w A F y j E F w R y E = E F w A F y E
69 65 68 2ralsng E V E V i E j E i F w R y j = i F w A F y j E F w R y E = E F w A F y E
70 20 69 sylancom R Ring E V i E j E i F w R y j = i F w A F y j E F w R y E = E F w A F y E
71 70 adantr R Ring E V w K y K i E j E i F w R y j = i F w A F y j E F w R y E = E F w A F y E
72 62 71 mpbird R Ring E V w K y K i E j E i F w R y j = i F w A F y j
73 1 2 3 4 5 mat1rhmcl R Ring E V w R y K F w R y B
74 22 21 59 73 syl3anc R Ring E V w K y K F w R y B
75 13 adantr R Ring E V w K y K A Ring
76 3 55 ringcl A Ring F w B F y B F w A F y B
77 75 49 51 76 syl3anc R Ring E V w K y K F w A F y B
78 2 3 eqmat F w R y B F w A F y B F w R y = F w A F y i E j E i F w R y j = i F w A F y j
79 74 77 78 syl2anc R Ring E V w K y K F w R y = F w A F y i E j E i F w R y j = i F w A F y j
80 72 79 mpbird R Ring E V w K y K F w R y = F w A F y
81 80 ralrimivva R Ring E V w K y K F w R y = F w A F y
82 eqid 1 R = 1 R
83 1 82 ringidcl R Ring 1 R K
84 83 adantr R Ring E V 1 R K
85 1 2 3 4 5 mat1rhmval R Ring E V 1 R K F 1 R = O 1 R
86 84 85 mpd3an3 R Ring E V F 1 R = O 1 R
87 2 1 4 mat1dimid R Ring E V 1 A = O 1 R
88 86 87 eqtr4d R Ring E V F 1 R = 1 A
89 16 81 88 3jca R Ring E V F : K B w K y K F w R y = F w A F y F 1 R = 1 A
90 6 1 mgpbas K = Base M
91 7 3 mgpbas B = Base N
92 6 34 mgpplusg R = + M
93 7 55 mgpplusg A = + N
94 6 82 ringidval 1 R = 0 M
95 eqid 1 A = 1 A
96 7 95 ringidval 1 A = 0 N
97 90 91 92 93 94 96 ismhm F M MndHom N M Mnd N Mnd F : K B w K y K F w R y = F w A F y F 1 R = 1 A
98 9 15 89 97 syl21anbrc R Ring E V F M MndHom N