Metamath Proof Explorer


Theorem cramerimplem2

Description: Lemma 2 for cramerimp : The matrix of a system of linear equations multiplied with the identity matrix with the ith column replaced by the solution vector of the system of linear equations equals the matrix of the system of linear equations with the ith column replaced by the right-hand side vector of the system of linear equations. (Contributed by AV, 19-Feb-2019) (Revised by AV, 1-Mar-2019)

Ref Expression
Hypotheses cramerimp.a โŠข ๐ด = ( ๐‘ Mat ๐‘… )
cramerimp.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ด )
cramerimp.v โŠข ๐‘‰ = ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ๐‘ )
cramerimp.e โŠข ๐ธ = ( ( ( 1r โ€˜ ๐ด ) ( ๐‘ matRepV ๐‘… ) ๐‘ ) โ€˜ ๐ผ )
cramerimp.h โŠข ๐ป = ( ( ๐‘‹ ( ๐‘ matRepV ๐‘… ) ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ )
cramerimp.x โŠข ยท = ( ๐‘… maVecMul โŸจ ๐‘ , ๐‘ โŸฉ )
cramerimp.m โŠข ร— = ( ๐‘… maMul โŸจ ๐‘ , ๐‘ , ๐‘ โŸฉ )
Assertion cramerimplem2 ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐‘‹ ร— ๐ธ ) = ๐ป )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cramerimp.a โŠข ๐ด = ( ๐‘ Mat ๐‘… )
2 cramerimp.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ด )
3 cramerimp.v โŠข ๐‘‰ = ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ๐‘ )
4 cramerimp.e โŠข ๐ธ = ( ( ( 1r โ€˜ ๐ด ) ( ๐‘ matRepV ๐‘… ) ๐‘ ) โ€˜ ๐ผ )
5 cramerimp.h โŠข ๐ป = ( ( ๐‘‹ ( ๐‘ matRepV ๐‘… ) ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ )
6 cramerimp.x โŠข ยท = ( ๐‘… maVecMul โŸจ ๐‘ , ๐‘ โŸฉ )
7 cramerimp.m โŠข ร— = ( ๐‘… maMul โŸจ ๐‘ , ๐‘ , ๐‘ โŸฉ )
8 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘… ) = ( Base โ€˜ ๐‘… )
9 eqid โŠข ( .r โ€˜ ๐‘… ) = ( .r โ€˜ ๐‘… )
10 simpl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐‘… โˆˆ CRing )
11 10 3ad2ant1 โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘… โˆˆ CRing )
12 1 2 matrcl โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†’ ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ V ) )
13 12 simpld โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†’ ๐‘ โˆˆ Fin )
14 13 adantr โŠข ( ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘ โˆˆ Fin )
15 14 3ad2ant2 โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘ โˆˆ Fin )
16 13 anim2i โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘ โˆˆ Fin ) )
17 16 ancomd โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) )
18 1 8 matbas2 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing ) โ†’ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) = ( Base โ€˜ ๐ด ) )
19 17 18 syl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) = ( Base โ€˜ ๐ด ) )
20 2 19 eqtr4id โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐ต = ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) )
21 20 eleq2d โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†” ๐‘‹ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) ) )
22 21 biimpd โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) ) )
23 22 ex โŠข ( ๐‘… โˆˆ CRing โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) ) ) )
24 23 adantr โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) ) ) )
25 24 com12 โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†’ ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) ) ) )
26 25 pm2.43a โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†’ ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) ) )
27 26 adantr โŠข ( ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) ) )
28 27 impcom โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) )
29 28 3adant3 โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) )
30 crngring โŠข ( ๐‘… โˆˆ CRing โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
31 30 adantr โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
32 31 14 anim12i โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘ โˆˆ Fin ) )
33 32 3adant3 โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘ โˆˆ Fin ) )
34 ne0i โŠข ( ๐ผ โˆˆ ๐‘ โ†’ ๐‘ โ‰  โˆ… )
35 34 adantl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐‘ โ‰  โˆ… )
36 35 3ad2ant1 โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘ โ‰  โˆ… )
37 15 15 36 3jca โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘ โ‰  โˆ… ) )
38 3 eleq2i โŠข ( ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ โ†” ๐‘Œ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ๐‘ ) )
39 38 biimpi โŠข ( ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ๐‘ ) )
40 39 adantl โŠข ( ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ๐‘ ) )
41 10 40 anim12i โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘Œ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ๐‘ ) ) )
42 41 3adant3 โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘Œ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ๐‘ ) ) )
43 simp3 โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ )
44 eqid โŠข ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) = ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) )
45 eqid โŠข ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ๐‘ ) = ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ๐‘ )
46 8 44 3 6 45 mavmulsolcl โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘ โ‰  โˆ… ) โˆง ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘Œ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ๐‘ ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘‰ ) )
47 46 imp โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘ โ‰  โˆ… ) โˆง ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘Œ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ๐‘ ) ) ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘‰ )
48 37 42 43 47 syl21anc โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐‘‰ )
49 simpr โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘ )
50 49 3ad2ant1 โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘ )
51 eqid โŠข ( 1r โ€˜ ๐ด ) = ( 1r โ€˜ ๐ด )
52 1 2 3 51 ma1repvcl โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘ โˆˆ Fin ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) ) โ†’ ( ( ( 1r โ€˜ ๐ด ) ( ๐‘ matRepV ๐‘… ) ๐‘ ) โ€˜ ๐ผ ) โˆˆ ๐ต )
53 4 52 eqeltrid โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘ โˆˆ Fin ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) ) โ†’ ๐ธ โˆˆ ๐ต )
54 33 48 50 53 syl12anc โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ๐ธ โˆˆ ๐ต )
55 20 eqcomd โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) = ๐ต )
56 55 ad2ant2r โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) ) โ†’ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) = ๐ต )
57 56 3adant3 โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) = ๐ต )
58 54 57 eleqtrrd โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ๐ธ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m ( ๐‘ ร— ๐‘ ) ) )
59 7 8 9 11 15 15 15 29 58 mamuval โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐‘‹ ร— ๐ธ ) = ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ , ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘™ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( ( ๐‘– ๐‘‹ ๐‘™ ) ( .r โ€˜ ๐‘… ) ( ๐‘™ ๐ธ ๐‘— ) ) ) ) ) )
60 31 3ad2ant1 โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
61 60 3ad2ant1 โŠข ( ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
62 simpl โŠข ( ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
63 62 3ad2ant2 โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
64 63 48 50 3jca โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) )
65 64 3ad2ant1 โŠข ( ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) )
66 simp2 โŠข ( ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐‘– โˆˆ ๐‘ )
67 simp3 โŠข ( ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ๐‘— โˆˆ ๐‘ )
68 43 3ad2ant1 โŠข ( ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ )
69 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘… ) = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
70 1 2 3 51 69 4 6 mulmarep1gsum2 โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) ) โ†’ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘™ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( ( ๐‘– ๐‘‹ ๐‘™ ) ( .r โ€˜ ๐‘… ) ( ๐‘™ ๐ธ ๐‘— ) ) ) ) = if ( ๐‘— = ๐ผ , ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘– ) , ( ๐‘– ๐‘‹ ๐‘— ) ) )
71 61 65 66 67 68 70 syl113anc โŠข ( ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘– โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘— โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘™ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( ( ๐‘– ๐‘‹ ๐‘™ ) ( .r โ€˜ ๐‘… ) ( ๐‘™ ๐ธ ๐‘— ) ) ) ) = if ( ๐‘— = ๐ผ , ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘– ) , ( ๐‘– ๐‘‹ ๐‘— ) ) )
72 71 mpoeq3dva โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ , ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘™ โˆˆ ๐‘ โ†ฆ ( ( ๐‘– ๐‘‹ ๐‘™ ) ( .r โ€˜ ๐‘… ) ( ๐‘™ ๐ธ ๐‘— ) ) ) ) ) = ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ , ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if ( ๐‘— = ๐ผ , ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘– ) , ( ๐‘– ๐‘‹ ๐‘— ) ) ) )
73 simpr โŠข ( ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ )
74 73 3ad2ant2 โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ )
75 eqid โŠข ( ๐‘ matRepV ๐‘… ) = ( ๐‘ matRepV ๐‘… )
76 1 2 75 3 marepvval โŠข ( ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ( ๐‘ matRepV ๐‘… ) ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) = ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ , ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if ( ๐‘— = ๐ผ , ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘– ) , ( ๐‘– ๐‘‹ ๐‘— ) ) ) )
77 63 74 50 76 syl3anc โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ( ๐‘ matRepV ๐‘… ) ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) = ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ , ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if ( ๐‘— = ๐ผ , ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘– ) , ( ๐‘– ๐‘‹ ๐‘— ) ) ) )
78 5 77 eqtr2id โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐‘– โˆˆ ๐‘ , ๐‘— โˆˆ ๐‘ โ†ฆ if ( ๐‘— = ๐ผ , ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘– ) , ( ๐‘– ๐‘‹ ๐‘— ) ) ) = ๐ป )
79 59 72 78 3eqtrd โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘ ) โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐‘‰ ) โˆง ( ๐‘‹ ยท ๐‘ ) = ๐‘Œ ) โ†’ ( ๐‘‹ ร— ๐ธ ) = ๐ป )