Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mat1dimelbas Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mat1dimelbas 20325
 Description: A matrix with dimension 1 is an ordered pair with an ordered pair (of the one and only pair of indices) as first component. (Contributed by AV, 15-Aug-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
mat1dim.a 𝐴 = ({𝐸} Mat 𝑅)
mat1dim.b 𝐵 = (Base‘𝑅)
mat1dim.o 𝑂 = ⟨𝐸, 𝐸
Assertion
Ref Expression
mat1dimelbas ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ↔ ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨𝑂, 𝑟⟩}))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑟   𝐸,𝑟   𝑀,𝑟   𝑅,𝑟   𝑉,𝑟
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑟)   𝑂(𝑟)

Proof of Theorem mat1dimelbas
StepHypRef Expression
1 snfi 8079 . . . 4 {𝐸} ∈ Fin
2 simpl 472 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → 𝑅 ∈ Ring)
3 mat1dim.a . . . . . . 7 𝐴 = ({𝐸} Mat 𝑅)
4 mat1dim.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝑅)
53, 4matbas2 20275 . . . . . 6 (({𝐸} ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (𝐵𝑚 ({𝐸} × {𝐸})) = (Base‘𝐴))
65eqcomd 2657 . . . . 5 (({𝐸} ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (Base‘𝐴) = (𝐵𝑚 ({𝐸} × {𝐸})))
76eleq2d 2716 . . . 4 (({𝐸} ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → (𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ↔ 𝑀 ∈ (𝐵𝑚 ({𝐸} × {𝐸}))))
81, 2, 7sylancr 696 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ↔ 𝑀 ∈ (𝐵𝑚 ({𝐸} × {𝐸}))))
9 fvex 6239 . . . . 5 (Base‘𝑅) ∈ V
104, 9eqeltri 2726 . . . 4 𝐵 ∈ V
11 snex 4938 . . . . . 6 {𝐸} ∈ V
1211, 11pm3.2i 470 . . . . 5 ({𝐸} ∈ V ∧ {𝐸} ∈ V)
13 xpexg 7002 . . . . 5 (({𝐸} ∈ V ∧ {𝐸} ∈ V) → ({𝐸} × {𝐸}) ∈ V)
1412, 13mp1i 13 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → ({𝐸} × {𝐸}) ∈ V)
15 elmapg 7912 . . . 4 ((𝐵 ∈ V ∧ ({𝐸} × {𝐸}) ∈ V) → (𝑀 ∈ (𝐵𝑚 ({𝐸} × {𝐸})) ↔ 𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵))
1610, 14, 15sylancr 696 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀 ∈ (𝐵𝑚 ({𝐸} × {𝐸})) ↔ 𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵))
178, 16bitrd 268 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ↔ 𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵))
18 xpsng 6446 . . . . . . . 8 ((𝐸𝑉𝐸𝑉) → ({𝐸} × {𝐸}) = {⟨𝐸, 𝐸⟩})
1918anidms 678 . . . . . . 7 (𝐸𝑉 → ({𝐸} × {𝐸}) = {⟨𝐸, 𝐸⟩})
2019adantl 481 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → ({𝐸} × {𝐸}) = {⟨𝐸, 𝐸⟩})
2120feq2d 6069 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵𝑀:{⟨𝐸, 𝐸⟩}⟶𝐵))
22 opex 4962 . . . . . . 7 𝐸, 𝐸⟩ ∈ V
2322fsn2 6443 . . . . . 6 (𝑀:{⟨𝐸, 𝐸⟩}⟶𝐵 ↔ ((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩}))
24 risset 3091 . . . . . . . . . 10 ((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵 ↔ ∃𝑟𝐵 𝑟 = (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩))
25 eqcom 2658 . . . . . . . . . . 11 (𝑟 = (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ↔ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟)
2625rexbii 3070 . . . . . . . . . 10 (∃𝑟𝐵 𝑟 = (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ↔ ∃𝑟𝐵 (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟)
2724, 26sylbb 209 . . . . . . . . 9 ((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵 → ∃𝑟𝐵 (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟)
2827ad2antrl 764 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ ((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩})) → ∃𝑟𝐵 (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟)
29 eqeq1 2655 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩} → (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩} = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}))
30 opex 4962 . . . . . . . . . . . . . . 15 ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩ ∈ V
31 sneqbg 4406 . . . . . . . . . . . . . . 15 (⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩ ∈ V → ({⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩} = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩ = ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩))
3230, 31ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14 ({⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩} = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩ = ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩)
33 eqid 2651 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝐸, 𝐸⟩ = ⟨𝐸, 𝐸
34 vex 3234 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑟 ∈ V
3522, 34opth2 4978 . . . . . . . . . . . . . . 15 (⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩ = ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩ ↔ (⟨𝐸, 𝐸⟩ = ⟨𝐸, 𝐸⟩ ∧ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟))
3633, 35mpbiran 973 . . . . . . . . . . . . . 14 (⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩ = ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩ ↔ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟)
3732, 36bitri 264 . . . . . . . . . . . . 13 ({⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩} = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟)
3837a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩} → ({⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩} = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟))
3929, 38bitrd 268 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩} → (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟))
4039adantl 481 . . . . . . . . . 10 (((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩}) → (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟))
4140adantl 481 . . . . . . . . 9 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ ((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩})) → (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟))
4241rexbidv 3081 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ ((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩})) → (∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ ∃𝑟𝐵 (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) = 𝑟))
4328, 42mpbird 247 . . . . . . 7 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ ((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩})) → ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩})
4443ex 449 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (((𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩) ∈ 𝐵𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, (𝑀‘⟨𝐸, 𝐸⟩)⟩}) → ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}))
4523, 44syl5bi 232 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀:{⟨𝐸, 𝐸⟩}⟶𝐵 → ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}))
4621, 45sylbid 230 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵 → ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}))
47 f1o2sn 6448 . . . . . . . . 9 ((𝐸𝑉𝑟𝐵) → {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}:({𝐸} × {𝐸})–1-1-onto→{𝑟})
48 f1of 6175 . . . . . . . . 9 ({⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}:({𝐸} × {𝐸})–1-1-onto→{𝑟} → {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}:({𝐸} × {𝐸})⟶{𝑟})
4947, 48syl 17 . . . . . . . 8 ((𝐸𝑉𝑟𝐵) → {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}:({𝐸} × {𝐸})⟶{𝑟})
5049adantll 750 . . . . . . 7 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ 𝑟𝐵) → {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}:({𝐸} × {𝐸})⟶{𝑟})
51 snssi 4371 . . . . . . . 8 (𝑟𝐵 → {𝑟} ⊆ 𝐵)
5251adantl 481 . . . . . . 7 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ 𝑟𝐵) → {𝑟} ⊆ 𝐵)
5350, 52fssd 6095 . . . . . 6 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ 𝑟𝐵) → {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵)
54 feq1 6064 . . . . . 6 (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} → (𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵 ↔ {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵))
5553, 54syl5ibrcom 237 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) ∧ 𝑟𝐵) → (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} → 𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵))
5655rexlimdva 3060 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} → 𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵))
5746, 56impbid 202 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵 ↔ ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩}))
58 mat1dim.o . . . . . . . . 9 𝑂 = ⟨𝐸, 𝐸
5958eqcomi 2660 . . . . . . . 8 𝐸, 𝐸⟩ = 𝑂
6059opeq1i 4436 . . . . . . 7 ⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩ = ⟨𝑂, 𝑟
6160sneqi 4221 . . . . . 6 {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} = {⟨𝑂, 𝑟⟩}
6261eqeq2i 2663 . . . . 5 (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ 𝑀 = {⟨𝑂, 𝑟⟩})
6362a1i 11 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ 𝑀 = {⟨𝑂, 𝑟⟩}))
6463rexbidv 3081 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨⟨𝐸, 𝐸⟩, 𝑟⟩} ↔ ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨𝑂, 𝑟⟩}))
6557, 64bitrd 268 . 2 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀:({𝐸} × {𝐸})⟶𝐵 ↔ ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨𝑂, 𝑟⟩}))
6617, 65bitrd 268 1 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐸𝑉) → (𝑀 ∈ (Base‘𝐴) ↔ ∃𝑟𝐵 𝑀 = {⟨𝑂, 𝑟⟩}))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 383   = wceq 1523   ∈ wcel 2030  ∃wrex 2942  Vcvv 3231   ⊆ wss 3607  {csn 4210  ⟨cop 4216   × cxp 5141  ⟶wf 5922  –1-1-onto→wf1o 5925  ‘cfv 5926  (class class class)co 6690   ↑𝑚 cmap 7899  Fincfn 7997  Basecbs 15904  Ringcrg 18593   Mat cmat 20261 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-int 4508  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-supp 7341  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-oadd 7609  df-er 7787  df-map 7901  df-ixp 7951  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-fsupp 8317  df-sup 8389  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-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-9 11124  df-n0 11331  df-z 11416  df-dec 11532  df-uz 11726  df-fz 12365  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-sets 15911  df-ress 15912  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-sca 16004  df-vsca 16005  df-ip 16006  df-tset 16007  df-ple 16008  df-ds 16011  df-hom 16013  df-cco 16014  df-0g 16149  df-prds 16155  df-pws 16157  df-sra 19220  df-rgmod 19221  df-dsmm 20124  df-frlm 20139  df-mat 20262 This theorem is referenced by:  mat1dimbas  20326  mat1dimcrng  20331  mat1scmat  20393
 Copyright terms: Public domain W3C validator