Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mamutpos Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mamutpos 20312
 Description: Behavior of transposes in matrix products, see also the statement in [Lang] p. 505. (Contributed by Stefan O'Rear, 9-Jul-2018.)
Hypotheses
Ref Expression
mamutpos.f 𝐹 = (𝑅 maMul ⟨𝑀, 𝑁, 𝑃⟩)
mamutpos.g 𝐺 = (𝑅 maMul ⟨𝑃, 𝑁, 𝑀⟩)
mamutpos.b 𝐵 = (Base‘𝑅)
mamutpos.r (𝜑𝑅 ∈ CRing)
mamutpos.m (𝜑𝑀 ∈ Fin)
mamutpos.n (𝜑𝑁 ∈ Fin)
mamutpos.p (𝜑𝑃 ∈ Fin)
mamutpos.x (𝜑𝑋 ∈ (𝐵𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
mamutpos.y (𝜑𝑌 ∈ (𝐵𝑚 (𝑁 × 𝑃)))
Assertion
Ref Expression
mamutpos (𝜑 → tpos (𝑋𝐹𝑌) = (tpos 𝑌𝐺tpos 𝑋))

Proof of Theorem mamutpos
Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2651 . . . 4 (𝑗𝑀, 𝑖𝑃 ↦ (𝑅 Σg (𝑘𝑁 ↦ ((𝑗𝑋𝑘)(.r𝑅)(𝑘𝑌𝑖))))) = (𝑗𝑀, 𝑖𝑃 ↦ (𝑅 Σg (𝑘𝑁 ↦ ((𝑗𝑋𝑘)(.r𝑅)(𝑘𝑌𝑖)))))
21tposmpt2 7434 . . 3 tpos (𝑗𝑀, 𝑖𝑃 ↦ (𝑅 Σg (𝑘𝑁 ↦ ((𝑗𝑋𝑘)(.r𝑅)(𝑘𝑌𝑖))))) = (𝑖𝑃, 𝑗𝑀 ↦ (𝑅 Σg (𝑘𝑁 ↦ ((𝑗𝑋𝑘)(.r𝑅)(𝑘𝑌𝑖)))))
3 simpl1 1084 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑖𝑃𝑗𝑀) ∧ 𝑘𝑁) → 𝜑)
4 mamutpos.r . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
53, 4syl 17 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑖𝑃𝑗𝑀) ∧ 𝑘𝑁) → 𝑅 ∈ CRing)
6 mamutpos.x . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑋 ∈ (𝐵𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
7 elmapi 7921 . . . . . . . . . 10 (𝑋 ∈ (𝐵𝑚 (𝑀 × 𝑁)) → 𝑋:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
83, 6, 73syl 18 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑖𝑃𝑗𝑀) ∧ 𝑘𝑁) → 𝑋:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
9 simpl3 1086 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑖𝑃𝑗𝑀) ∧ 𝑘𝑁) → 𝑗𝑀)
10 simpr 476 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑖𝑃𝑗𝑀) ∧ 𝑘𝑁) → 𝑘𝑁)
118, 9, 10fovrnd 6848 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑖𝑃𝑗𝑀) ∧ 𝑘𝑁) → (𝑗𝑋𝑘) ∈ 𝐵)
12 mamutpos.y . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑌 ∈ (𝐵𝑚 (𝑁 × 𝑃)))
13 elmapi 7921 . . . . . . . . . 10 (𝑌 ∈ (𝐵𝑚 (𝑁 × 𝑃)) → 𝑌:(𝑁 × 𝑃)⟶𝐵)
143, 12, 133syl 18 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑖𝑃𝑗𝑀) ∧ 𝑘𝑁) → 𝑌:(𝑁 × 𝑃)⟶𝐵)
15 simpl2 1085 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑖𝑃𝑗𝑀) ∧ 𝑘𝑁) → 𝑖𝑃)
1614, 10, 15fovrnd 6848 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑖𝑃𝑗𝑀) ∧ 𝑘𝑁) → (𝑘𝑌𝑖) ∈ 𝐵)
17 mamutpos.b . . . . . . . . 9 𝐵 = (Base‘𝑅)
18 eqid 2651 . . . . . . . . 9 (.r𝑅) = (.r𝑅)
1917, 18crngcom 18608 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ (𝑗𝑋𝑘) ∈ 𝐵 ∧ (𝑘𝑌𝑖) ∈ 𝐵) → ((𝑗𝑋𝑘)(.r𝑅)(𝑘𝑌𝑖)) = ((𝑘𝑌𝑖)(.r𝑅)(𝑗𝑋𝑘)))
205, 11, 16, 19syl3anc 1366 . . . . . . 7 (((𝜑𝑖𝑃𝑗𝑀) ∧ 𝑘𝑁) → ((𝑗𝑋𝑘)(.r𝑅)(𝑘𝑌𝑖)) = ((𝑘𝑌𝑖)(.r𝑅)(𝑗𝑋𝑘)))
21 ovtpos 7412 . . . . . . . 8 (𝑖tpos 𝑌𝑘) = (𝑘𝑌𝑖)
22 ovtpos 7412 . . . . . . . 8 (𝑘tpos 𝑋𝑗) = (𝑗𝑋𝑘)
2321, 22oveq12i 6702 . . . . . . 7 ((𝑖tpos 𝑌𝑘)(.r𝑅)(𝑘tpos 𝑋𝑗)) = ((𝑘𝑌𝑖)(.r𝑅)(𝑗𝑋𝑘))
2420, 23syl6eqr 2703 . . . . . 6 (((𝜑𝑖𝑃𝑗𝑀) ∧ 𝑘𝑁) → ((𝑗𝑋𝑘)(.r𝑅)(𝑘𝑌𝑖)) = ((𝑖tpos 𝑌𝑘)(.r𝑅)(𝑘tpos 𝑋𝑗)))
2524mpteq2dva 4777 . . . . 5 ((𝜑𝑖𝑃𝑗𝑀) → (𝑘𝑁 ↦ ((𝑗𝑋𝑘)(.r𝑅)(𝑘𝑌𝑖))) = (𝑘𝑁 ↦ ((𝑖tpos 𝑌𝑘)(.r𝑅)(𝑘tpos 𝑋𝑗))))
2625oveq2d 6706 . . . 4 ((𝜑𝑖𝑃𝑗𝑀) → (𝑅 Σg (𝑘𝑁 ↦ ((𝑗𝑋𝑘)(.r𝑅)(𝑘𝑌𝑖)))) = (𝑅 Σg (𝑘𝑁 ↦ ((𝑖tpos 𝑌𝑘)(.r𝑅)(𝑘tpos 𝑋𝑗)))))
2726mpt2eq3dva 6761 . . 3 (𝜑 → (𝑖𝑃, 𝑗𝑀 ↦ (𝑅 Σg (𝑘𝑁 ↦ ((𝑗𝑋𝑘)(.r𝑅)(𝑘𝑌𝑖))))) = (𝑖𝑃, 𝑗𝑀 ↦ (𝑅 Σg (𝑘𝑁 ↦ ((𝑖tpos 𝑌𝑘)(.r𝑅)(𝑘tpos 𝑋𝑗))))))
282, 27syl5eq 2697 . 2 (𝜑 → tpos (𝑗𝑀, 𝑖𝑃 ↦ (𝑅 Σg (𝑘𝑁 ↦ ((𝑗𝑋𝑘)(.r𝑅)(𝑘𝑌𝑖))))) = (𝑖𝑃, 𝑗𝑀 ↦ (𝑅 Σg (𝑘𝑁 ↦ ((𝑖tpos 𝑌𝑘)(.r𝑅)(𝑘tpos 𝑋𝑗))))))
29 mamutpos.f . . . 4 𝐹 = (𝑅 maMul ⟨𝑀, 𝑁, 𝑃⟩)
30 mamutpos.m . . . 4 (𝜑𝑀 ∈ Fin)
31 mamutpos.n . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ Fin)
32 mamutpos.p . . . 4 (𝜑𝑃 ∈ Fin)
3329, 17, 18, 4, 30, 31, 32, 6, 12mamuval 20240 . . 3 (𝜑 → (𝑋𝐹𝑌) = (𝑗𝑀, 𝑖𝑃 ↦ (𝑅 Σg (𝑘𝑁 ↦ ((𝑗𝑋𝑘)(.r𝑅)(𝑘𝑌𝑖))))))
3433tposeqd 7400 . 2 (𝜑 → tpos (𝑋𝐹𝑌) = tpos (𝑗𝑀, 𝑖𝑃 ↦ (𝑅 Σg (𝑘𝑁 ↦ ((𝑗𝑋𝑘)(.r𝑅)(𝑘𝑌𝑖))))))
35 mamutpos.g . . 3 𝐺 = (𝑅 maMul ⟨𝑃, 𝑁, 𝑀⟩)
36 tposmap 20311 . . . 4 (𝑌 ∈ (𝐵𝑚 (𝑁 × 𝑃)) → tpos 𝑌 ∈ (𝐵𝑚 (𝑃 × 𝑁)))
3712, 36syl 17 . . 3 (𝜑 → tpos 𝑌 ∈ (𝐵𝑚 (𝑃 × 𝑁)))
38 tposmap 20311 . . . 4 (𝑋 ∈ (𝐵𝑚 (𝑀 × 𝑁)) → tpos 𝑋 ∈ (𝐵𝑚 (𝑁 × 𝑀)))
396, 38syl 17 . . 3 (𝜑 → tpos 𝑋 ∈ (𝐵𝑚 (𝑁 × 𝑀)))
4035, 17, 18, 4, 32, 31, 30, 37, 39mamuval 20240 . 2 (𝜑 → (tpos 𝑌𝐺tpos 𝑋) = (𝑖𝑃, 𝑗𝑀 ↦ (𝑅 Σg (𝑘𝑁 ↦ ((𝑖tpos 𝑌𝑘)(.r𝑅)(𝑘tpos 𝑋𝑗))))))
4128, 34, 403eqtr4d 2695 1 (𝜑 → tpos (𝑋𝐹𝑌) = (tpos 𝑌𝐺tpos 𝑋))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 383   ∧ w3a 1054   = wceq 1523   ∈ wcel 2030  ⟨cotp 4218   ↦ cmpt 4762   × cxp 5141  ⟶wf 5922  ‘cfv 5926  (class class class)co 6690   ↦ cmpt2 6692  tpos ctpos 7396   ↑𝑚 cmap 7899  Fincfn 7997  Basecbs 15904  .rcmulr 15989   Σg cgsu 16148  CRingccrg 18594   maMul cmmul 20237 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-ot 4219  df-uni 4469  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-tpos 7397  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-er 7787  df-map 7901  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-nn 11059  df-2 11117  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-sets 15911  df-plusg 16001  df-cmn 18241  df-mgp 18536  df-cring 18596  df-mamu 20238 This theorem is referenced by:  mattposm  20313
 Copyright terms: Public domain W3C validator