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Theorem pm2mp 20832
Description: The transformation of a sum of matrices having scaled monomials with the same power as entries into a sum of scaled monomials as a polynomial over matrices. (Contributed by AV, 12-Nov-2019.) (Revised by AV, 7-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
monmat2matmon.p 𝑃 = (Poly1𝑅)
monmat2matmon.c 𝐶 = (𝑁 Mat 𝑃)
monmat2matmon.b 𝐵 = (Base‘𝐶)
monmat2matmon.m1 = ( ·𝑠𝑄)
monmat2matmon.e1 = (.g‘(mulGrp‘𝑄))
monmat2matmon.x 𝑋 = (var1𝐴)
monmat2matmon.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
monmat2matmon.k 𝐾 = (Base‘𝐴)
monmat2matmon.q 𝑄 = (Poly1𝐴)
monmat2matmon.i 𝐼 = (𝑁 pMatToMatPoly 𝑅)
monmat2matmon.e2 𝐸 = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
monmat2matmon.y 𝑌 = (var1𝑅)
monmat2matmon.m2 · = ( ·𝑠𝐶)
monmat2matmon.t 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
Assertion
Ref Expression
pm2mp (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → (𝐼‘(𝐶 Σg (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛)))))) = (𝑄 Σg (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑀𝑛) (𝑛 𝑋)))))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑛   𝐵,𝑛   𝑛,𝐸   𝑛,𝐼   𝑛,𝐾   𝑛,𝑀   𝑛,𝑁   𝑅,𝑛   𝑇,𝑛   𝑛,𝑌   · ,𝑛
Allowed substitution hints:   𝐶(𝑛)   𝑃(𝑛)   𝑄(𝑛)   (𝑛)   (𝑛)   𝑋(𝑛)

Proof of Theorem pm2mp
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 monmat2matmon.b . . 3 𝐵 = (Base‘𝐶)
2 eqid 2760 . . 3 (0g𝐶) = (0g𝐶)
3 crngring 18758 . . . . . 6 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
43anim2i 594 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
5 monmat2matmon.p . . . . . 6 𝑃 = (Poly1𝑅)
6 monmat2matmon.c . . . . . 6 𝐶 = (𝑁 Mat 𝑃)
75, 6pmatring 20700 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐶 ∈ Ring)
8 ringcmn 18781 . . . . 5 (𝐶 ∈ Ring → 𝐶 ∈ CMnd)
94, 7, 83syl 18 . . . 4 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝐶 ∈ CMnd)
109adantr 472 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → 𝐶 ∈ CMnd)
11 monmat2matmon.a . . . . . . 7 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
1211matring 20451 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
133, 12sylan2 492 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝐴 ∈ Ring)
14 monmat2matmon.q . . . . . 6 𝑄 = (Poly1𝐴)
1514ply1ring 19820 . . . . 5 (𝐴 ∈ Ring → 𝑄 ∈ Ring)
16 ringmnd 18756 . . . . 5 (𝑄 ∈ Ring → 𝑄 ∈ Mnd)
1713, 15, 163syl 18 . . . 4 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑄 ∈ Mnd)
1817adantr 472 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → 𝑄 ∈ Mnd)
19 nn0ex 11490 . . . 4 0 ∈ V
2019a1i 11 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → ℕ0 ∈ V)
21 monmat2matmon.m1 . . . . . . 7 = ( ·𝑠𝑄)
22 monmat2matmon.e1 . . . . . . 7 = (.g‘(mulGrp‘𝑄))
23 monmat2matmon.x . . . . . . 7 𝑋 = (var1𝐴)
24 eqid 2760 . . . . . . 7 (Base‘𝑄) = (Base‘𝑄)
25 monmat2matmon.i . . . . . . 7 𝐼 = (𝑁 pMatToMatPoly 𝑅)
265, 6, 1, 21, 22, 23, 11, 14, 24, 25pm2mpghm 20823 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐼 ∈ (𝐶 GrpHom 𝑄))
273, 26sylan2 492 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝐼 ∈ (𝐶 GrpHom 𝑄))
2827adantr 472 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → 𝐼 ∈ (𝐶 GrpHom 𝑄))
29 ghmmhm 17871 . . . 4 (𝐼 ∈ (𝐶 GrpHom 𝑄) → 𝐼 ∈ (𝐶 MndHom 𝑄))
3028, 29syl 17 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → 𝐼 ∈ (𝐶 MndHom 𝑄))
314adantr 472 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
3231adantr 472 . . . 4 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
33 elmapi 8045 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) → 𝑀:ℕ0𝐾)
3433adantr 472 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴)) → 𝑀:ℕ0𝐾)
3534adantl 473 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → 𝑀:ℕ0𝐾)
3635ffvelrnda 6522 . . . 4 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑀𝑛) ∈ 𝐾)
37 simpr 479 . . . 4 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℕ0)
38 monmat2matmon.k . . . . 5 𝐾 = (Base‘𝐴)
39 monmat2matmon.t . . . . 5 𝑇 = (𝑁 matToPolyMat 𝑅)
40 monmat2matmon.m2 . . . . 5 · = ( ·𝑠𝐶)
41 monmat2matmon.e2 . . . . 5 𝐸 = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
42 monmat2matmon.y . . . . 5 𝑌 = (var1𝑅)
4311, 38, 39, 5, 6, 1, 40, 41, 42mat2pmatscmxcl 20747 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) ∧ ((𝑀𝑛) ∈ 𝐾𝑛 ∈ ℕ0)) → ((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))) ∈ 𝐵)
4432, 36, 37, 43syl12anc 1475 . . 3 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))) ∈ 𝐵)
45 fvexd 6364 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → (0g𝐶) ∈ V)
46 ovexd 6843 . . . 4 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))) ∈ V)
47 simpr 479 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) → 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0))
48 fvex 6362 . . . . . . 7 (0g𝐴) ∈ V
49 fsuppmapnn0ub 12989 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ (0g𝐴) ∈ V) → (𝑀 finSupp (0g𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℕ0 (𝑦 < 𝑥 → (𝑀𝑥) = (0g𝐴))))
5047, 48, 49sylancl 697 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) → (𝑀 finSupp (0g𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℕ0 (𝑦 < 𝑥 → (𝑀𝑥) = (0g𝐴))))
51 csbov12g 6852 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ ℕ0𝑥 / 𝑛((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))) = (𝑥 / 𝑛(𝑛𝐸𝑌) · 𝑥 / 𝑛(𝑇‘(𝑀𝑛))))
52 csbov1g 6853 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 ∈ ℕ0𝑥 / 𝑛(𝑛𝐸𝑌) = (𝑥 / 𝑛𝑛𝐸𝑌))
53 csbvarg 4146 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 ∈ ℕ0𝑥 / 𝑛𝑛 = 𝑥)
5453oveq1d 6828 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 ∈ ℕ0 → (𝑥 / 𝑛𝑛𝐸𝑌) = (𝑥𝐸𝑌))
5552, 54eqtrd 2794 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 ∈ ℕ0𝑥 / 𝑛(𝑛𝐸𝑌) = (𝑥𝐸𝑌))
56 csbfv2g 6393 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 ∈ ℕ0𝑥 / 𝑛(𝑇‘(𝑀𝑛)) = (𝑇𝑥 / 𝑛(𝑀𝑛)))
57 csbfv2g 6393 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 ∈ ℕ0𝑥 / 𝑛(𝑀𝑛) = (𝑀𝑥 / 𝑛𝑛))
5853fveq2d 6356 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 ∈ ℕ0 → (𝑀𝑥 / 𝑛𝑛) = (𝑀𝑥))
5957, 58eqtrd 2794 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 ∈ ℕ0𝑥 / 𝑛(𝑀𝑛) = (𝑀𝑥))
6059fveq2d 6356 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 ∈ ℕ0 → (𝑇𝑥 / 𝑛(𝑀𝑛)) = (𝑇‘(𝑀𝑥)))
6156, 60eqtrd 2794 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 ∈ ℕ0𝑥 / 𝑛(𝑇‘(𝑀𝑛)) = (𝑇‘(𝑀𝑥)))
6255, 61oveq12d 6831 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ ℕ0 → (𝑥 / 𝑛(𝑛𝐸𝑌) · 𝑥 / 𝑛(𝑇‘(𝑀𝑛))) = ((𝑥𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑥))))
6351, 62eqtrd 2794 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ ℕ0𝑥 / 𝑛((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))) = ((𝑥𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑥))))
6463adantl 473 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → 𝑥 / 𝑛((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))) = ((𝑥𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑥))))
6564adantr 472 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) ∧ (𝑀𝑥) = (0g𝐴)) → 𝑥 / 𝑛((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))) = ((𝑥𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑥))))
66 fveq2 6352 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑀𝑥) = (0g𝐴) → (𝑇‘(𝑀𝑥)) = (𝑇‘(0g𝐴)))
6766oveq2d 6829 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑀𝑥) = (0g𝐴) → ((𝑥𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑥))) = ((𝑥𝐸𝑌) · (𝑇‘(0g𝐴))))
6839, 11, 38, 5, 6, 1mat2pmatghm 20737 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝑇 ∈ (𝐴 GrpHom 𝐶))
693, 68sylan2 492 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑇 ∈ (𝐴 GrpHom 𝐶))
7069ad3antrrr 768 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → 𝑇 ∈ (𝐴 GrpHom 𝐶))
71 ghmmhm 17871 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑇 ∈ (𝐴 GrpHom 𝐶) → 𝑇 ∈ (𝐴 MndHom 𝐶))
72 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (0g𝐴) = (0g𝐴)
7372, 2mhm0 17544 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑇 ∈ (𝐴 MndHom 𝐶) → (𝑇‘(0g𝐴)) = (0g𝐶))
7470, 71, 733syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → (𝑇‘(0g𝐴)) = (0g𝐶))
7574oveq2d 6829 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → ((𝑥𝐸𝑌) · (𝑇‘(0g𝐴))) = ((𝑥𝐸𝑌) · (0g𝐶)))
765ply1ring 19820 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
773, 76syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑅 ∈ CRing → 𝑃 ∈ Ring)
786matlmod 20437 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ Ring) → 𝐶 ∈ LMod)
7977, 78sylan2 492 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝐶 ∈ LMod)
8079ad3antrrr 768 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → 𝐶 ∈ LMod)
8177adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑃 ∈ Ring)
82 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (mulGrp‘𝑃) = (mulGrp‘𝑃)
8382ringmgp 18753 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑃 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd)
8481, 83syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd)
8584ad3antrrr 768 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → (mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd)
86 simpr 479 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → 𝑥 ∈ ℕ0)
873adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑅 ∈ Ring)
88 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
8942, 5, 88vr1cl 19789 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑅 ∈ Ring → 𝑌 ∈ (Base‘𝑃))
9087, 89syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑌 ∈ (Base‘𝑃))
9190ad3antrrr 768 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → 𝑌 ∈ (Base‘𝑃))
9282, 88mgpbas 18695 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (Base‘𝑃) = (Base‘(mulGrp‘𝑃))
9392, 41mulgnn0cl 17759 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd ∧ 𝑥 ∈ ℕ0𝑌 ∈ (Base‘𝑃)) → (𝑥𝐸𝑌) ∈ (Base‘𝑃))
9485, 86, 91, 93syl3anc 1477 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐸𝑌) ∈ (Base‘𝑃))
955ply1crng 19770 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑅 ∈ CRing → 𝑃 ∈ CRing)
966matsca2 20428 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑃 ∈ CRing) → 𝑃 = (Scalar‘𝐶))
9795, 96sylan2 492 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → 𝑃 = (Scalar‘𝐶))
9897eqcomd 2766 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) → (Scalar‘𝐶) = 𝑃)
9998ad3antrrr 768 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → (Scalar‘𝐶) = 𝑃)
10099fveq2d 6356 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → (Base‘(Scalar‘𝐶)) = (Base‘𝑃))
10194, 100eleqtrrd 2842 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐸𝑌) ∈ (Base‘(Scalar‘𝐶)))
102 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Scalar‘𝐶) = (Scalar‘𝐶)
103 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Base‘(Scalar‘𝐶)) = (Base‘(Scalar‘𝐶))
104102, 40, 103, 2lmodvs0 19099 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐶 ∈ LMod ∧ (𝑥𝐸𝑌) ∈ (Base‘(Scalar‘𝐶))) → ((𝑥𝐸𝑌) · (0g𝐶)) = (0g𝐶))
10580, 101, 104syl2anc 696 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → ((𝑥𝐸𝑌) · (0g𝐶)) = (0g𝐶))
10675, 105eqtrd 2794 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → ((𝑥𝐸𝑌) · (𝑇‘(0g𝐴))) = (0g𝐶))
10767, 106sylan9eqr 2816 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) ∧ (𝑀𝑥) = (0g𝐴)) → ((𝑥𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑥))) = (0g𝐶))
10865, 107eqtrd 2794 . . . . . . . . . 10 ((((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) ∧ (𝑀𝑥) = (0g𝐴)) → 𝑥 / 𝑛((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))) = (0g𝐶))
109108ex 449 . . . . . . . . 9 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → ((𝑀𝑥) = (0g𝐴) → 𝑥 / 𝑛((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))) = (0g𝐶)))
110109imim2d 57 . . . . . . . 8 (((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ ℕ0) → ((𝑦 < 𝑥 → (𝑀𝑥) = (0g𝐴)) → (𝑦 < 𝑥𝑥 / 𝑛((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))) = (0g𝐶))))
111110ralimdva 3100 . . . . . . 7 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝑦 < 𝑥 → (𝑀𝑥) = (0g𝐴)) → ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝑦 < 𝑥𝑥 / 𝑛((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))) = (0g𝐶))))
112111reximdva 3155 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) → (∃𝑦 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℕ0 (𝑦 < 𝑥 → (𝑀𝑥) = (0g𝐴)) → ∃𝑦 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℕ0 (𝑦 < 𝑥𝑥 / 𝑛((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))) = (0g𝐶))))
11350, 112syld 47 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ 𝑀 ∈ (𝐾𝑚0)) → (𝑀 finSupp (0g𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℕ0 (𝑦 < 𝑥𝑥 / 𝑛((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))) = (0g𝐶))))
114113impr 650 . . . 4 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → ∃𝑦 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℕ0 (𝑦 < 𝑥𝑥 / 𝑛((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))) = (0g𝐶)))
11545, 46, 114mptnn0fsupp 12991 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛)))) finSupp (0g𝐶))
1161, 2, 10, 18, 20, 30, 44, 115gsummptmhm 18540 . 2 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → (𝑄 Σg (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝐼‘((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛)))))) = (𝐼‘(𝐶 Σg (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛)))))))
117 simpll 807 . . . . 5 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing))
1185, 6, 1, 21, 22, 23, 11, 38, 14, 25, 41, 42, 40, 39monmat2matmon 20831 . . . . 5 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ ((𝑀𝑛) ∈ 𝐾𝑛 ∈ ℕ0)) → (𝐼‘((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛)))) = ((𝑀𝑛) (𝑛 𝑋)))
119117, 36, 37, 118syl12anc 1475 . . . 4 ((((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝐼‘((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛)))) = ((𝑀𝑛) (𝑛 𝑋)))
120119mpteq2dva 4896 . . 3 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝐼‘((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛))))) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑀𝑛) (𝑛 𝑋))))
121120oveq2d 6829 . 2 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → (𝑄 Σg (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝐼‘((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛)))))) = (𝑄 Σg (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑀𝑛) (𝑛 𝑋)))))
122116, 121eqtr3d 2796 1 (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ CRing) ∧ (𝑀 ∈ (𝐾𝑚0) ∧ 𝑀 finSupp (0g𝐴))) → (𝐼‘(𝐶 Σg (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑛𝐸𝑌) · (𝑇‘(𝑀𝑛)))))) = (𝑄 Σg (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑀𝑛) (𝑛 𝑋)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383   = wceq 1632  wcel 2139  wral 3050  wrex 3051  Vcvv 3340  csb 3674   class class class wbr 4804  cmpt 4881  wf 6045  cfv 6049  (class class class)co 6813  𝑚 cmap 8023  Fincfn 8121   finSupp cfsupp 8440   < clt 10266  0cn0 11484  Basecbs 16059  Scalarcsca 16146   ·𝑠 cvsca 16147  0gc0g 16302   Σg cgsu 16303  Mndcmnd 17495   MndHom cmhm 17534  .gcmg 17741   GrpHom cghm 17858  CMndccmn 18393  mulGrpcmgp 18689  Ringcrg 18747  CRingccrg 18748  LModclmod 19065  var1cv1 19748  Poly1cpl1 19749   Mat cmat 20415   matToPolyMat cmat2pmat 20711   pMatToMatPoly cpm2mp 20799
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-rep 4923  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7114  ax-inf2 8711  ax-cnex 10184  ax-resscn 10185  ax-1cn 10186  ax-icn 10187  ax-addcl 10188  ax-addrcl 10189  ax-mulcl 10190  ax-mulrcl 10191  ax-mulcom 10192  ax-addass 10193  ax-mulass 10194  ax-distr 10195  ax-i2m1 10196  ax-1ne0 10197  ax-1rid 10198  ax-rnegex 10199  ax-rrecex 10200  ax-cnre 10201  ax-pre-lttri 10202  ax-pre-lttrn 10203  ax-pre-ltadd 10204  ax-pre-mulgt0 10205
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-fal 1638  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-ot 4330  df-uni 4589  df-int 4628  df-iun 4674  df-iin 4675  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-se 5226  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-isom 6058  df-riota 6774  df-ov 6816  df-oprab 6817  df-mpt2 6818  df-of 7062  df-ofr 7063  df-om 7231  df-1st 7333  df-2nd 7334  df-supp 7464  df-wrecs 7576  df-recs 7637  df-rdg 7675  df-1o 7729  df-2o 7730  df-oadd 7733  df-er 7911  df-map 8025  df-pm 8026  df-ixp 8075  df-en 8122  df-dom 8123  df-sdom 8124  df-fin 8125  df-fsupp 8441  df-sup 8513  df-oi 8580  df-card 8955  df-pnf 10268  df-mnf 10269  df-xr 10270  df-ltxr 10271  df-le 10272  df-sub 10460  df-neg 10461  df-nn 11213  df-2 11271  df-3 11272  df-4 11273  df-5 11274  df-6 11275  df-7 11276  df-8 11277  df-9 11278  df-n0 11485  df-z 11570  df-dec 11686  df-uz 11880  df-fz 12520  df-fzo 12660  df-seq 12996  df-hash 13312  df-struct 16061  df-ndx 16062  df-slot 16063  df-base 16065  df-sets 16066  df-ress 16067  df-plusg 16156  df-mulr 16157  df-sca 16159  df-vsca 16160  df-ip 16161  df-tset 16162  df-ple 16163  df-ds 16166  df-hom 16168  df-cco 16169  df-0g 16304  df-gsum 16305  df-prds 16310  df-pws 16312  df-mre 16448  df-mrc 16449  df-acs 16451  df-mgm 17443  df-sgrp 17485  df-mnd 17496  df-mhm 17536  df-submnd 17537  df-grp 17626  df-minusg 17627  df-sbg 17628  df-mulg 17742  df-subg 17792  df-ghm 17859  df-cntz 17950  df-cmn 18395  df-abl 18396  df-mgp 18690  df-ur 18702  df-ring 18749  df-cring 18750  df-subrg 18980  df-lmod 19067  df-lss 19135  df-sra 19374  df-rgmod 19375  df-assa 19514  df-ascl 19516  df-psr 19558  df-mvr 19559  df-mpl 19560  df-opsr 19562  df-psr1 19752  df-vr1 19753  df-ply1 19754  df-coe1 19755  df-dsmm 20278  df-frlm 20293  df-mamu 20392  df-mat 20416  df-mat2pmat 20714  df-decpmat 20770  df-pm2mp 20800
This theorem is referenced by:  cpmidpmat  20880  cpmadumatpoly  20890
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