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Theorem matvscacell

Description: Scalar multiplication in the matrix ring is cell-wise. (Contributed by AV, 7-Aug-2019)

Ref Expression
Hypotheses matplusgcell.a ⊢ A = N Mat R
matplusgcell.b ⊢ B = Base A
matvscacell.k ⊢ K = Base R
matvscacell.v ⊢ · ˙ = ⋅ A
matvscacell.t ⊢ × ˙ = ⋅ R
Assertion matvscacell ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → I X · ˙ Y J = X × ˙ I Y J

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 matplusgcell.a ⊢ A = N Mat R
2 matplusgcell.b ⊢ B = Base A
3 matvscacell.k ⊢ K = Base R
4 matvscacell.v ⊢ · ˙ = ⋅ A
5 matvscacell.t ⊢ × ˙ = ⋅ R
6 eqid ⊢ N × N = N × N
7 1 2 3 4 5 6 matvsca2 ⊢ X ∈ K ∧ Y ∈ B → X · ˙ Y = N × N × X × ˙ f Y
8 7 oveqd ⊢ X ∈ K ∧ Y ∈ B → I X · ˙ Y J = I N × N × X × ˙ f Y J
9 8 3ad2ant2 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → I X · ˙ Y J = I N × N × X × ˙ f Y J
10 df-ov ⊢ I N × N × X × ˙ f Y J = N × N × X × ˙ f Y ⁡ I J
11 10 a1i ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → I N × N × X × ˙ f Y J = N × N × X × ˙ f Y ⁡ I J
12 opelxpi ⊢ I ∈ N ∧ J ∈ N → I J ∈ N × N
13 12 3ad2ant3 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → I J ∈ N × N
14 1 2 matrcl ⊢ Y ∈ B → N ∈ Fin ∧ R ∈ V
15 14 simpld ⊢ Y ∈ B → N ∈ Fin
16 15 adantl ⊢ X ∈ K ∧ Y ∈ B → N ∈ Fin
17 16 3ad2ant2 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → N ∈ Fin
18 xpfi ⊢ N ∈ Fin ∧ N ∈ Fin → N × N ∈ Fin
19 17 17 18 syl2anc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → N × N ∈ Fin
20 simp2l ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → X ∈ K
21 2 eleq2i ⊢ Y ∈ B ↔ Y ∈ Base A
22 21 bilani ⊢ X ∈ K ∧ Y ∈ B → Y ∈ Base A
23 22 3ad2ant2 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → Y ∈ Base A
24 simp1 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → R ∈ Ring
25 eqid ⊢ Base R = Base R
26 1 25 matbas2 ⊢ N ∈ Fin ∧ R ∈ Ring → Base R N × N = Base A
27 17 24 26 syl2anc ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → Base R N × N = Base A
28 23 27 eleqtrrd ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → Y ∈ Base R N × N
29 elmapfn ⊢ Y ∈ Base R N × N → Y Fn N × N
30 28 29 syl ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → Y Fn N × N
31 df-ov ⊢ I Y J = Y ⁡ I J
32 31 eqcomi ⊢ Y ⁡ I J = I Y J
33 32 a1i ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N ∧ I J ∈ N × N → Y ⁡ I J = I Y J
34 19 20 30 33 ofc1 ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N ∧ I J ∈ N × N → N × N × X × ˙ f Y ⁡ I J = X × ˙ I Y J
35 13 34 mpdan ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → N × N × X × ˙ f Y ⁡ I J = X × ˙ I Y J
36 9 11 35 3eqtrd ⊢ R ∈ Ring ∧ X ∈ K ∧ Y ∈ B ∧ I ∈ N ∧ J ∈ N → I X · ˙ Y J = X × ˙ I Y J