Metamath Proof Explorer


Theorem scmatfo

Description: There is a function from a ring onto any ring of scalar matrices over this ring. (Contributed by AV, 26-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses scmatrhmval.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐‘… )
scmatrhmval.a โŠข ๐ด = ( ๐‘ Mat ๐‘… )
scmatrhmval.o โŠข 1 = ( 1r โ€˜ ๐ด )
scmatrhmval.t โŠข โˆ— = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด )
scmatrhmval.f โŠข ๐น = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ— 1 ) )
scmatrhmval.c โŠข ๐ถ = ( ๐‘ ScMat ๐‘… )
Assertion scmatfo ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โ†’ ๐น : ๐พ โ€“ontoโ†’ ๐ถ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 scmatrhmval.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐‘… )
2 scmatrhmval.a โŠข ๐ด = ( ๐‘ Mat ๐‘… )
3 scmatrhmval.o โŠข 1 = ( 1r โ€˜ ๐ด )
4 scmatrhmval.t โŠข โˆ— = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด )
5 scmatrhmval.f โŠข ๐น = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ— 1 ) )
6 scmatrhmval.c โŠข ๐ถ = ( ๐‘ ScMat ๐‘… )
7 1 2 3 4 5 6 scmatf โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โ†’ ๐น : ๐พ โŸถ ๐ถ )
8 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐ด ) = ( Base โ€˜ ๐ด )
9 1 2 8 3 4 6 scmatscmid โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ๐พ ๐‘ฆ = ( ๐‘ โˆ— 1 ) )
10 9 3expa โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ๐พ ๐‘ฆ = ( ๐‘ โˆ— 1 ) )
11 1 2 3 4 5 scmatrhmval โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘ โˆˆ ๐พ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐‘ โˆ— 1 ) )
12 11 adantll โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ๐‘ โˆˆ ๐พ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐‘ โˆ— 1 ) )
13 12 eqcomd โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ๐‘ โˆˆ ๐พ ) โ†’ ( ๐‘ โˆ— 1 ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) )
14 13 eqeq2d โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ๐‘ โˆˆ ๐พ ) โ†’ ( ๐‘ฆ = ( ๐‘ โˆ— 1 ) โ†” ๐‘ฆ = ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) ) )
15 14 biimpd โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ๐‘ โˆˆ ๐พ ) โ†’ ( ๐‘ฆ = ( ๐‘ โˆ— 1 ) โ†’ ๐‘ฆ = ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) ) )
16 15 reximdva โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ โˆˆ ๐พ ๐‘ฆ = ( ๐‘ โˆ— 1 ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ๐พ ๐‘ฆ = ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) ) )
17 16 adantr โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ โˆˆ ๐พ ๐‘ฆ = ( ๐‘ โˆ— 1 ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ๐พ ๐‘ฆ = ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) ) )
18 10 17 mpd โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ๐พ ๐‘ฆ = ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) )
19 18 ralrimiva โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ๐พ ๐‘ฆ = ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) )
20 dffo3 โŠข ( ๐น : ๐พ โ€“ontoโ†’ ๐ถ โ†” ( ๐น : ๐พ โŸถ ๐ถ โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ถ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ๐พ ๐‘ฆ = ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) ) )
21 7 19 20 sylanbrc โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โ†’ ๐น : ๐พ โ€“ontoโ†’ ๐ถ )