Metamath Proof Explorer


Theorem cpmadugsumfi

Description: The product of the characteristic matrix of a given matrix and its adjunct represented as finite sum. (Contributed by AV, 7-Nov-2019) (Proof shortened by AV, 29-Nov-2019)

Ref Expression
Hypotheses cpmadugsum.a โŠข ๐ด = ( ๐‘ Mat ๐‘… )
cpmadugsum.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ด )
cpmadugsum.p โŠข ๐‘ƒ = ( Poly1 โ€˜ ๐‘… )
cpmadugsum.y โŠข ๐‘Œ = ( ๐‘ Mat ๐‘ƒ )
cpmadugsum.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘ matToPolyMat ๐‘… )
cpmadugsum.x โŠข ๐‘‹ = ( var1 โ€˜ ๐‘… )
cpmadugsum.e โŠข โ†‘ = ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) )
cpmadugsum.m โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Œ )
cpmadugsum.r โŠข ร— = ( .r โ€˜ ๐‘Œ )
cpmadugsum.1 โŠข 1 = ( 1r โ€˜ ๐‘Œ )
cpmadugsum.g โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘Œ )
cpmadugsum.s โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐‘Œ )
cpmadugsum.i โŠข ๐ผ = ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) )
cpmadugsum.j โŠข ๐ฝ = ( ๐‘ maAdju ๐‘ƒ )
Assertion cpmadugsumfi ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ โˆƒ ๐‘  โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) = ( ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 1 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– โˆ’ 1 ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) ) ) + ( ( ( ( ๐‘  + 1 ) โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘  ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ 0 ) ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cpmadugsum.a โŠข ๐ด = ( ๐‘ Mat ๐‘… )
2 cpmadugsum.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ด )
3 cpmadugsum.p โŠข ๐‘ƒ = ( Poly1 โ€˜ ๐‘… )
4 cpmadugsum.y โŠข ๐‘Œ = ( ๐‘ Mat ๐‘ƒ )
5 cpmadugsum.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘ matToPolyMat ๐‘… )
6 cpmadugsum.x โŠข ๐‘‹ = ( var1 โ€˜ ๐‘… )
7 cpmadugsum.e โŠข โ†‘ = ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) )
8 cpmadugsum.m โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Œ )
9 cpmadugsum.r โŠข ร— = ( .r โ€˜ ๐‘Œ )
10 cpmadugsum.1 โŠข 1 = ( 1r โ€˜ ๐‘Œ )
11 cpmadugsum.g โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘Œ )
12 cpmadugsum.s โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐‘Œ )
13 cpmadugsum.i โŠข ๐ผ = ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) )
14 cpmadugsum.j โŠข ๐ฝ = ( ๐‘ maAdju ๐‘ƒ )
15 oveq2 โŠข ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) = ( ๐ผ ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) )
16 13 a1i โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ๐ผ = ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) )
17 16 oveq1d โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ๐ผ ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) = ( ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) )
18 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) = ( Base โ€˜ ๐‘Œ )
19 crngring โŠข ( ๐‘… โˆˆ CRing โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
20 19 anim2i โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) )
21 20 3adant3 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) )
22 21 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) )
23 3 4 pmatring โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ Ring )
24 22 23 syl โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ Ring )
25 3 4 pmatlmod โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ LMod )
26 19 25 sylan2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ LMod )
27 19 adantl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
28 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) = ( Base โ€˜ ๐‘ƒ )
29 6 3 28 vr1cl โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) )
30 27 29 syl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) )
31 3 ply1crng โŠข ( ๐‘… โˆˆ CRing โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ CRing )
32 4 matsca2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘ƒ โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘ƒ = ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) )
33 31 32 sylan2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘ƒ = ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) )
34 33 fveq2d โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) ) )
35 30 34 eleqtrd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) ) )
36 19 23 sylan2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ Ring )
37 18 10 ringidcl โŠข ( ๐‘Œ โˆˆ Ring โ†’ 1 โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
38 36 37 syl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ 1 โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
39 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ )
40 eqid โŠข ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) )
41 18 39 8 40 lmodvscl โŠข ( ( ๐‘Œ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆง 1 โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
42 26 35 38 41 syl3anc โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
43 42 3adant3 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
44 43 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
45 5 1 2 3 4 mat2pmatbas โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
46 19 45 syl3an2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
47 46 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
48 ringcmn โŠข ( ๐‘Œ โˆˆ Ring โ†’ ๐‘Œ โˆˆ CMnd )
49 36 48 syl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ CMnd )
50 49 3adant3 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ CMnd )
51 50 ad2antrr โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ CMnd )
52 fzfid โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( 0 ... ๐‘  ) โˆˆ Fin )
53 21 ad3antrrr โŠข ( ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) )
54 elmapi โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) โ†’ ๐‘ : ( 0 ... ๐‘  ) โŸถ ๐ต )
55 ffvelcdm โŠข ( ( ๐‘ : ( 0 ... ๐‘  ) โŸถ ๐ต โˆง ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ ๐ต )
56 55 ex โŠข ( ๐‘ : ( 0 ... ๐‘  ) โŸถ ๐ต โ†’ ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ ๐ต ) )
57 54 56 syl โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) โ†’ ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ ๐ต ) )
58 57 adantl โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ ๐ต ) )
59 58 imp โŠข ( ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ ๐ต )
60 elfznn0 โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0 )
61 60 adantl โŠข ( ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0 )
62 1 2 5 3 4 18 8 7 6 mat2pmatscmxcl โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) ) โ†’ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
63 53 59 61 62 syl12anc โŠข ( ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) ) โ†’ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
64 63 ralrimiva โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
65 18 51 52 64 gsummptcl โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
66 18 9 12 24 44 47 65 ringsubdir โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) โˆ’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) = ( ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) ) )
67 oveq1 โŠข ( ๐‘› = ๐‘– โ†’ ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) = ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) )
68 2fveq3 โŠข ( ๐‘› = ๐‘– โ†’ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) )
69 67 68 oveq12d โŠข ( ๐‘› = ๐‘– โ†’ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) = ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) )
70 69 cbvmptv โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) = ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) )
71 70 oveq2i โŠข ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) )
72 71 oveq2i โŠข ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) = ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) )
73 71 oveq2i โŠข ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) = ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) )
74 72 73 oveq12i โŠข ( ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) ) = ( ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) ) )
75 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 cpmadugsumlemF โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ๐‘  โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) ) ) = ( ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 1 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– โˆ’ 1 ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) ) ) + ( ( ( ( ๐‘  + 1 ) โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘  ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ 0 ) ) ) ) ) )
76 75 anassrs โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) ) ) = ( ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 1 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– โˆ’ 1 ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) ) ) + ( ( ( ( ๐‘  + 1 ) โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘  ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ 0 ) ) ) ) ) )
77 74 76 eqtrid โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘‹ ยท 1 ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) ) = ( ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 1 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– โˆ’ 1 ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) ) ) + ( ( ( ( ๐‘  + 1 ) โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘  ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ 0 ) ) ) ) ) )
78 17 66 77 3eqtrd โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ๐ผ ร— ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) = ( ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 1 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– โˆ’ 1 ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) ) ) + ( ( ( ( ๐‘  + 1 ) โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘  ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ 0 ) ) ) ) ) )
79 15 78 sylan9eqr โŠข ( ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โˆง ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) โ†’ ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) = ( ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 1 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– โˆ’ 1 ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) ) ) + ( ( ( ( ๐‘  + 1 ) โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘  ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ 0 ) ) ) ) ) )
80 4 14 18 maduf โŠข ( ๐‘ƒ โˆˆ CRing โ†’ ๐ฝ : ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) โŸถ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
81 31 80 syl โŠข ( ๐‘… โˆˆ CRing โ†’ ๐ฝ : ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) โŸถ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
82 81 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐ฝ : ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) โŸถ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
83 1 2 3 4 6 5 12 8 10 13 chmatcl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐ผ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
84 19 83 syl3an2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐ผ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
85 82 84 ffvelcdmd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) )
86 3 4 18 8 7 6 5 1 2 pmatcollpw3fi1 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Œ ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘  โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) )
87 85 86 syld3an3 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ โˆƒ ๐‘  โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) = ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) )
88 79 87 reximddv2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ โˆƒ ๐‘  โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ( ๐ผ ร— ( ๐ฝ โ€˜ ๐ผ ) ) = ( ( ๐‘Œ ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 1 ... ๐‘  ) โ†ฆ ( ( ๐‘– โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘– โˆ’ 1 ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) ) ) + ( ( ( ( ๐‘  + 1 ) โ†‘ ๐‘‹ ) ยท ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘  ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ 0 ) ) ) ) ) )