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Theorem matplusgcell

Description: Addition in the matrix ring is cell-wise. (Contributed by AV, 2-Aug-2019)

Ref Expression
Hypotheses matplusgcell.a ⊢ A = N Mat R
matplusgcell.b ⊢ B = Base A
matplusgcell.p ⊢ ✚ ˙ = + A
matplusgcell.q ⊢ + ˙ = + R
Assertion matplusgcell ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → I X ✚ ˙ Y J = I X J + ˙ I Y J

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 matplusgcell.a ⊢ A = N Mat R
2 matplusgcell.b ⊢ B = Base A
3 matplusgcell.p ⊢ ✚ ˙ = + A
4 matplusgcell.q ⊢ + ˙ = + R
5 1 2 3 4 matplusg2 ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X ✚ ˙ Y = X + ˙ f Y
6 5 oveqd ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → I X ✚ ˙ Y J = I X + ˙ f Y J
7 6 adantr ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → I X ✚ ˙ Y J = I X + ˙ f Y J
8 df-ov ⊢ I X + ˙ f Y J = X + ˙ f Y ⁡ I J
9 8 a1i ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → I X + ˙ f Y J = X + ˙ f Y ⁡ I J
10 opelxp ⊢ I J ∈ N × N ↔ I ∈ N ∧ J ∈ N
11 eqid ⊢ Base R = Base R
12 1 11 2 matbas2i ⊢ X ∈ B → X ∈ Base R N × N
13 elmapfn ⊢ X ∈ Base R N × N → X Fn N × N
14 12 13 syl ⊢ X ∈ B → X Fn N × N
15 14 adantr ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X Fn N × N
16 1 11 2 matbas2i ⊢ Y ∈ B → Y ∈ Base R N × N
17 elmapfn ⊢ Y ∈ Base R N × N → Y Fn N × N
18 16 17 syl ⊢ Y ∈ B → Y Fn N × N
19 18 adantl ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → Y Fn N × N
20 1 2 matrcl ⊢ X ∈ B → N ∈ Fin ∧ R ∈ V
21 xpfi ⊢ N ∈ Fin ∧ N ∈ Fin → N × N ∈ Fin
22 21 anidms ⊢ N ∈ Fin → N × N ∈ Fin
23 22 adantr ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ V → N × N ∈ Fin
24 20 23 syl ⊢ X ∈ B → N × N ∈ Fin
25 24 adantr ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → N × N ∈ Fin
26 inidm ⊢ N × N ∩ N × N = N × N
27 df-ov ⊢ I X J = X ⁡ I J
28 27 eqcomi ⊢ X ⁡ I J = I X J
29 28 a1i ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ I J ∈ N × N → X ⁡ I J = I X J
30 df-ov ⊢ I Y J = Y ⁡ I J
31 30 eqcomi ⊢ Y ⁡ I J = I Y J
32 31 a1i ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ I J ∈ N × N → Y ⁡ I J = I Y J
33 15 19 25 25 26 29 32 ofval ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ I J ∈ N × N → X + ˙ f Y ⁡ I J = I X J + ˙ I Y J
34 10 33 sylan2br ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → X + ˙ f Y ⁡ I J = I X J + ˙ I Y J
35 7 9 34 3eqtrd ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → I X ✚ ˙ Y J = I X J + ˙ I Y J