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Theorem mavmulsolcl 20357
Description: Every solution of the equation  A * X  =  Y for a matrix  A and a vector  B is a vector. (Contributed by AV, 27-Feb-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
mavmuldm.b  |-  B  =  ( Base `  R
)
mavmuldm.c  |-  C  =  ( B  ^m  ( M  X.  N ) )
mavmuldm.d  |-  D  =  ( B  ^m  N
)
mavmuldm.t  |-  .x.  =  ( R maVecMul  <. M ,  N >. )
mavmulsolcl.e  |-  E  =  ( B  ^m  M
)
Assertion
Ref Expression
mavmulsolcl  |-  ( ( ( M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E )
)  ->  ( ( A  .x.  X )  =  Y  ->  X  e.  D ) )

Proof of Theorem mavmulsolcl
StepHypRef Expression
1 2a1 28 . 2  |-  ( X  e.  D  ->  (
( ( M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E
) )  ->  (
( A  .x.  X
)  =  Y  ->  X  e.  D )
) )
2 simpl 473 . . . . . . . . 9  |-  ( ( R  e.  V  /\  Y  e.  E )  ->  R  e.  V )
32adantl 482 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E )
)  ->  R  e.  V )
4 simpl1 1064 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E )
)  ->  M  e.  Fin )
5 simpl2 1065 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E )
)  ->  N  e.  Fin )
63, 4, 53jca 1242 . . . . . . 7  |-  ( ( ( M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E )
)  ->  ( R  e.  V  /\  M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin ) )
76adantl 482 . . . . . 6  |-  ( ( -.  X  e.  D  /\  ( ( M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E
) ) )  -> 
( R  e.  V  /\  M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin )
)
8 mavmuldm.b . . . . . . 7  |-  B  =  ( Base `  R
)
9 mavmuldm.c . . . . . . 7  |-  C  =  ( B  ^m  ( M  X.  N ) )
10 mavmuldm.d . . . . . . 7  |-  D  =  ( B  ^m  N
)
11 mavmuldm.t . . . . . . 7  |-  .x.  =  ( R maVecMul  <. M ,  N >. )
128, 9, 10, 11mavmuldm 20356 . . . . . 6  |-  ( ( R  e.  V  /\  M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin )  ->  dom  .x.  =  ( C  X.  D ) )
137, 12syl 17 . . . . 5  |-  ( ( -.  X  e.  D  /\  ( ( M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E
) ) )  ->  dom  .x.  =  ( C  X.  D ) )
14 simpl 473 . . . . . 6  |-  ( ( -.  X  e.  D  /\  ( ( M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E
) ) )  ->  -.  X  e.  D
)
1514intnand 962 . . . . 5  |-  ( ( -.  X  e.  D  /\  ( ( M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E
) ) )  ->  -.  ( A  e.  C  /\  X  e.  D
) )
16 ndmovg 6817 . . . . 5  |-  ( ( dom  .x.  =  ( C  X.  D )  /\  -.  ( A  e.  C  /\  X  e.  D
) )  ->  ( A  .x.  X )  =  (/) )
1713, 15, 16syl2anc 693 . . . 4  |-  ( ( -.  X  e.  D  /\  ( ( M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E
) ) )  -> 
( A  .x.  X
)  =  (/) )
18 eqeq1 2626 . . . . . 6  |-  ( ( A  .x.  X )  =  (/)  ->  ( ( A  .x.  X )  =  Y  <->  (/)  =  Y ) )
19 elmapi 7879 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( Y  e.  ( B  ^m  M )  ->  Y : M --> B )
20 f0dom0 6089 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( Y : M --> B  -> 
( M  =  (/)  <->  Y  =  (/) ) )
2120biimprd 238 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( Y : M --> B  -> 
( Y  =  (/)  ->  M  =  (/) ) )
2221necon3d 2815 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( Y : M --> B  -> 
( M  =/=  (/)  ->  Y  =/=  (/) ) )
2322com12 32 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( M  =/=  (/)  ->  ( Y : M --> B  ->  Y  =/=  (/) ) )
24233ad2ant3 1084 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  ->  ( Y : M --> B  ->  Y  =/=  (/) ) )
2524com12 32 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( Y : M --> B  -> 
( ( M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  ->  Y  =/=  (/) ) )
2625a1d 25 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( Y : M --> B  -> 
( R  e.  V  ->  ( ( M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  ->  Y  =/=  (/) ) ) )
2719, 26syl 17 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( Y  e.  ( B  ^m  M )  ->  ( R  e.  V  ->  ( ( M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  ->  Y  =/=  (/) ) ) )
28 mavmulsolcl.e . . . . . . . . . . . . 13  |-  E  =  ( B  ^m  M
)
2927, 28eleq2s 2719 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( Y  e.  E  ->  ( R  e.  V  ->  ( ( M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  ->  Y  =/=  (/) ) ) )
3029impcom 446 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( R  e.  V  /\  Y  e.  E )  ->  ( ( M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  ->  Y  =/=  (/) ) )
3130impcom 446 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E )
)  ->  Y  =/=  (/) )
32 eqneqall 2805 . . . . . . . . . 10  |-  ( Y  =  (/)  ->  ( Y  =/=  (/)  ->  X  e.  D ) )
3331, 32syl5com 31 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E )
)  ->  ( Y  =  (/)  ->  X  e.  D ) )
3433adantl 482 . . . . . . . 8  |-  ( ( -.  X  e.  D  /\  ( ( M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E
) ) )  -> 
( Y  =  (/)  ->  X  e.  D ) )
3534com12 32 . . . . . . 7  |-  ( Y  =  (/)  ->  ( ( -.  X  e.  D  /\  ( ( M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E
) ) )  ->  X  e.  D )
)
3635eqcoms 2630 . . . . . 6  |-  ( (/)  =  Y  ->  ( ( -.  X  e.  D  /\  ( ( M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E
) ) )  ->  X  e.  D )
)
3718, 36syl6bi 243 . . . . 5  |-  ( ( A  .x.  X )  =  (/)  ->  ( ( A  .x.  X )  =  Y  ->  (
( -.  X  e.  D  /\  ( ( M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E )
) )  ->  X  e.  D ) ) )
3837com23 86 . . . 4  |-  ( ( A  .x.  X )  =  (/)  ->  ( ( -.  X  e.  D  /\  ( ( M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E
) ) )  -> 
( ( A  .x.  X )  =  Y  ->  X  e.  D
) ) )
3917, 38mpcom 38 . . 3  |-  ( ( -.  X  e.  D  /\  ( ( M  e. 
Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E
) ) )  -> 
( ( A  .x.  X )  =  Y  ->  X  e.  D
) )
4039ex 450 . 2  |-  ( -.  X  e.  D  -> 
( ( ( M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E )
)  ->  ( ( A  .x.  X )  =  Y  ->  X  e.  D ) ) )
411, 40pm2.61i 176 1  |-  ( ( ( M  e.  Fin  /\  N  e.  Fin  /\  M  =/=  (/) )  /\  ( R  e.  V  /\  Y  e.  E )
)  ->  ( ( A  .x.  X )  =  Y  ->  X  e.  D ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 384    /\ w3a 1037    = wceq 1483    e. wcel 1990    =/= wne 2794   (/)c0 3915   <.cop 4183    X. cxp 5112   dom cdm 5114   -->wf 5884   ` cfv 5888  (class class class)co 6650    ^m cmap 7857   Fincfn 7955   Basecbs 15857   maVecMul cmvmul 20346
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-op 4184  df-uni 4437  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-id 5024  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-map 7859  df-mvmul 20347
This theorem is referenced by:  slesolvec  20485  cramerimplem2  20490
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