Theorem mamudi 20209

Description: Matrix multiplication distributes over addition on the left. (Contributed by Stefan O'Rear, 5-Sep-2015.) (Proof shortened by AV, 23-Jul-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
mamucl.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
mamucl.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
mamudi.f	⊢ 𝐹 = (𝑅 maMul ⟨𝑀, 𝑁, 𝑂⟩)
mamudi.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ Fin)
mamudi.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ Fin)
mamudi.o	⊢ (𝜑 → 𝑂 ∈ Fin)
mamudi.p	⊢ + = (+g‘𝑅)
mamudi.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
mamudi.y	⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
mamudi.z	⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑁 × 𝑂)))

Assertion

Ref	Expression
mamudi	⊢ (𝜑 → ((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍) = ((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)))

Proof of Theorem mamudi

Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mamucl.b	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
2		mamudi.p	. . . . . 6 ⊢ + = (+g‘𝑅)
3		mamucl.r	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
4		ringcmn 18581	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ CMnd)
5	3, 4	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ CMnd)
6	5	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑅 ∈ CMnd)
7		mamudi.n	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ Fin)
8	7	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑁 ∈ Fin)
9	3	ad2antrr 762	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑅 ∈ Ring)
10		mamudi.x	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
11		elmapi 7879	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑋 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)) → 𝑋:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
12	10, 11	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑋:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
13	12	ad2antrr 762	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑋:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
14		simplrl 800	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑖 ∈ 𝑀)
15		simpr 477	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑗 ∈ 𝑁)
16	13, 14, 15	fovrnd 6806	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖𝑋𝑗) ∈ 𝐵)
17		mamudi.z	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑁 × 𝑂)))
18		elmapi 7879	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑍 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑁 × 𝑂)) → 𝑍:(𝑁 × 𝑂)⟶𝐵)
19	17, 18	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑍:(𝑁 × 𝑂)⟶𝐵)
20	19	ad2antrr 762	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑍:(𝑁 × 𝑂)⟶𝐵)
21		simplrr 801	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑘 ∈ 𝑂)
22	20, 15, 21	fovrnd 6806	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑗𝑍𝑘) ∈ 𝐵)
23		eqid 2622	. . . . . . . 8 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
24	1, 23	ringcl 18561	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑋𝑗) ∈ 𝐵 ∧ (𝑗𝑍𝑘) ∈ 𝐵) → ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) ∈ 𝐵)
25	9, 16, 22, 24	syl3anc 1326	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) ∈ 𝐵)
26		mamudi.y	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
27		elmapi 7879	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑌 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)) → 𝑌:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
28	26, 27	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑌:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
29	28	ad2antrr 762	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑌:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵)
30	29, 14, 15	fovrnd 6806	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖𝑌𝑗) ∈ 𝐵)
31	1, 23	ringcl 18561	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑖𝑌𝑗) ∈ 𝐵 ∧ (𝑗𝑍𝑘) ∈ 𝐵) → ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) ∈ 𝐵)
32	9, 30, 22, 31	syl3anc 1326	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) ∈ 𝐵)
33		eqid 2622	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))
34		eqid 2622	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))
35	1, 2, 6, 8, 25, 32, 33, 34	gsummptfidmadd2 18326	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑅 Σg ((𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) ∘𝑓 + (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))) = ((𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))) + (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))))
36	10	ad2antrr 762	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑋 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
37		ffn 6045	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑋:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵 → 𝑋 Fn (𝑀 × 𝑁))
38	36, 11, 37	3syl 18	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑋 Fn (𝑀 × 𝑁))
39	26	ad2antrr 762	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑌 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
40		ffn 6045	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑌:(𝑀 × 𝑁)⟶𝐵 → 𝑌 Fn (𝑀 × 𝑁))
41	39, 27, 40	3syl 18	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑌 Fn (𝑀 × 𝑁))
42		mamudi.m	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ Fin)
43		xpfi 8231	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑀 × 𝑁) ∈ Fin)
44	42, 7, 43	syl2anc 693	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → (𝑀 × 𝑁) ∈ Fin)
45	44	ad2antrr 762	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑀 × 𝑁) ∈ Fin)
46		opelxpi 5148	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ ∈ (𝑀 × 𝑁))
47	46	adantlr 751	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ ∈ (𝑀 × 𝑁))
48	47	adantll 750	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ⟨𝑖, 𝑗⟩ ∈ (𝑀 × 𝑁))
49		fnfvof 6911	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 Fn (𝑀 × 𝑁) ∧ 𝑌 Fn (𝑀 × 𝑁)) ∧ ((𝑀 × 𝑁) ∈ Fin ∧ ⟨𝑖, 𝑗⟩ ∈ (𝑀 × 𝑁))) → ((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)‘⟨𝑖, 𝑗⟩) = ((𝑋‘⟨𝑖, 𝑗⟩) + (𝑌‘⟨𝑖, 𝑗⟩)))
50	38, 41, 45, 48, 49	syl22anc 1327	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)‘⟨𝑖, 𝑗⟩) = ((𝑋‘⟨𝑖, 𝑗⟩) + (𝑌‘⟨𝑖, 𝑗⟩)))
51		df-ov 6653	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑖(𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝑗) = ((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)‘⟨𝑖, 𝑗⟩)
52		df-ov 6653	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑖𝑋𝑗) = (𝑋‘⟨𝑖, 𝑗⟩)
53		df-ov 6653	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑖𝑌𝑗) = (𝑌‘⟨𝑖, 𝑗⟩)
54	52, 53	oveq12i 6662	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑖𝑋𝑗) + (𝑖𝑌𝑗)) = ((𝑋‘⟨𝑖, 𝑗⟩) + (𝑌‘⟨𝑖, 𝑗⟩))
55	50, 51, 54	3eqtr4g 2681	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖(𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝑗) = ((𝑖𝑋𝑗) + (𝑖𝑌𝑗)))
56	55	oveq1d 6665	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑖(𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) = (((𝑖𝑋𝑗) + (𝑖𝑌𝑗))(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))
57	1, 2, 23	ringdir 18567	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ ((𝑖𝑋𝑗) ∈ 𝐵 ∧ (𝑖𝑌𝑗) ∈ 𝐵 ∧ (𝑗𝑍𝑘) ∈ 𝐵)) → (((𝑖𝑋𝑗) + (𝑖𝑌𝑗))(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) = (((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) + ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))
58	9, 16, 30, 22, 57	syl13anc 1328	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (((𝑖𝑋𝑗) + (𝑖𝑌𝑗))(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) = (((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) + ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))
59	56, 58	eqtrd 2656	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → ((𝑖(𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) = (((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) + ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))
60	59	mpteq2dva 4744	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖(𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) + ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))))
61		eqidd 2623	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))
62		eqidd 2623	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))
63	8, 25, 32, 61, 62	offval2 6914	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → ((𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) ∘𝑓 + (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))) = (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ (((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)) + ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))))
64	60, 63	eqtr4d 2659	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖(𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) = ((𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) ∘𝑓 + (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))))
65	64	oveq2d 6666	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖(𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))) = (𝑅 Σg ((𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))) ∘𝑓 + (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))))
66		mamudi.f	. . . . . . 7 ⊢ 𝐹 = (𝑅 maMul ⟨𝑀, 𝑁, 𝑂⟩)
67	3	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑅 ∈ Ring)
68	42	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑀 ∈ Fin)
69		mamudi.o	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑂 ∈ Fin)
70	69	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑂 ∈ Fin)
71	10	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑋 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
72	17	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑍 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑁 × 𝑂)))
73		simprl 794	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑖 ∈ 𝑀)
74		simprr 796	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑘 ∈ 𝑂)
75	66, 1, 23, 67, 68, 8, 70, 71, 72, 73, 74	mamufv 20193	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) = (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))))
76	26	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → 𝑌 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
77	66, 1, 23, 67, 68, 8, 70, 76, 72, 73, 74	mamufv 20193	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘) = (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))))
78	75, 77	oveq12d 6668	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → ((𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) + (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘)) = ((𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑋𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))) + (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖𝑌𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘))))))
79	35, 65, 78	3eqtr4d 2666	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖(𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))) = ((𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) + (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘)))
80		ringmnd 18556	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Mnd)
81	3, 80	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Mnd)
82	1, 2	mndvcl 20197	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Mnd ∧ 𝑋 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)) ∧ 𝑌 ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁))) → (𝑋 ∘𝑓 + 𝑌) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
83	81, 10, 26, 82	syl3anc 1326	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑋 ∘𝑓 + 𝑌) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
84	83	adantr 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑋 ∘𝑓 + 𝑌) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑁)))
85	66, 1, 23, 67, 68, 8, 70, 84, 72, 73, 74	mamufv 20193	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑖((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍)𝑘) = (𝑅 Σg (𝑗 ∈ 𝑁 ↦ ((𝑖(𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝑗)(.r‘𝑅)(𝑗𝑍𝑘)))))
86	1, 3, 66, 42, 7, 69, 10, 17	mamucl 20207	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑋𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)))
87		elmapi 7879	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑋𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)) → (𝑋𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵)
88		ffn 6045	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑋𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵 → (𝑋𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
89	86, 87, 88	3syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑋𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
90	89	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑋𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
91	1, 3, 66, 42, 7, 69, 26, 17	mamucl 20207	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑌𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)))
92		elmapi 7879	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑌𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)) → (𝑌𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵)
93		ffn 6045	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑌𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵 → (𝑌𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
94	91, 92, 93	3syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑌𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
95	94	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑌𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
96		xpfi 8231	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑂 ∈ Fin) → (𝑀 × 𝑂) ∈ Fin)
97	42, 69, 96	syl2anc 693	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑀 × 𝑂) ∈ Fin)
98	97	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑀 × 𝑂) ∈ Fin)
99		opelxpi 5148	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂) → ⟨𝑖, 𝑘⟩ ∈ (𝑀 × 𝑂))
100	99	adantl 482	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → ⟨𝑖, 𝑘⟩ ∈ (𝑀 × 𝑂))
101		fnfvof 6911	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑋𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂) ∧ (𝑌𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂)) ∧ ((𝑀 × 𝑂) ∈ Fin ∧ ⟨𝑖, 𝑘⟩ ∈ (𝑀 × 𝑂))) → (((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍))‘⟨𝑖, 𝑘⟩) = (((𝑋𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩) + ((𝑌𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩)))
102	90, 95, 98, 100, 101	syl22anc 1327	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍))‘⟨𝑖, 𝑘⟩) = (((𝑋𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩) + ((𝑌𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩)))
103		df-ov 6653	. . . . 5 ⊢ (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍))𝑘) = (((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍))‘⟨𝑖, 𝑘⟩)
104		df-ov 6653	. . . . . 6 ⊢ (𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) = ((𝑋𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩)
105		df-ov 6653	. . . . . 6 ⊢ (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘) = ((𝑌𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩)
106	104, 105	oveq12i 6662	. . . . 5 ⊢ ((𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) + (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘)) = (((𝑋𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩) + ((𝑌𝐹𝑍)‘⟨𝑖, 𝑘⟩))
107	102, 103, 106	3eqtr4g 2681	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍))𝑘) = ((𝑖(𝑋𝐹𝑍)𝑘) + (𝑖(𝑌𝐹𝑍)𝑘)))
108	79, 85, 107	3eqtr4d 2666	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑖 ∈ 𝑀 ∧ 𝑘 ∈ 𝑂)) → (𝑖((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍)𝑘) = (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍))𝑘))
109	108	ralrimivva 2971	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑖 ∈ 𝑀 ∀𝑘 ∈ 𝑂 (𝑖((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍)𝑘) = (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍))𝑘))
110	1, 3, 66, 42, 7, 69, 83, 17	mamucl 20207	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)))
111		elmapi 7879	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)) → ((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵)
112		ffn 6045	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵 → ((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
113	110, 111, 112	3syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂))
114	1, 2	mndvcl 20197	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Mnd ∧ (𝑋𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)) ∧ (𝑌𝐹𝑍) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂))) → ((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)))
115	81, 86, 91, 114	syl3anc 1326	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)))
116		elmapi 7879	. . . 4 ⊢ (((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)) ∈ (𝐵 ↑𝑚 (𝑀 × 𝑂)) → ((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵)
117		ffn 6045	. . . 4 ⊢ (((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)):(𝑀 × 𝑂)⟶𝐵 → ((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)) Fn (𝑀 × 𝑂))
118	115, 116, 117	3syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)) Fn (𝑀 × 𝑂))
119		eqfnov2 6767	. . 3 ⊢ ((((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍) Fn (𝑀 × 𝑂) ∧ ((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)) Fn (𝑀 × 𝑂)) → (((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍) = ((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝑀 ∀𝑘 ∈ 𝑂 (𝑖((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍)𝑘) = (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍))𝑘)))
120	113, 118, 119	syl2anc 693	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍) = ((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝑀 ∀𝑘 ∈ 𝑂 (𝑖((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍)𝑘) = (𝑖((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍))𝑘)))
121	109, 120	mpbird 247	1 ⊢ (𝜑 → ((𝑋 ∘𝑓 + 𝑌)𝐹𝑍) = ((𝑋𝐹𝑍) ∘𝑓 + (𝑌𝐹𝑍)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 384   = wceq 1483   ∈ wcel 1990  ∀wral 2912  ⟨cop 4183  ⟨cotp 4185   ↦ cmpt 4729   × cxp 5112   Fn wfn 5883  ⟶wf 5884  ‘cfv 5888  (class class class)co 6650   ∘_𝑓 cof 6895   ↑_𝑚 cmap 7857  Fincfn 7955  Basecbs 15857  +_gcplusg 15941  ._rcmulr 15942   Σ_g cgsu 16101  Mndcmnd 17294  CMndccmn 18193  Ringcrg 18547   maMul cmmul 20189

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  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  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-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  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-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-ot 4186  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-se 5074  df-we 5075  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-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  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-isom 5897  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-of 6897  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-supp 7296  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-oadd 7564  df-er 7742  df-map 7859  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-fsupp 8276  df-oi 8415  df-card 8765  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-nn 11021  df-2 11079  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-seq 12802  df-hash 13118  df-ndx 15860  df-slot 15861  df-base 15863  df-sets 15864  df-ress 15865  df-plusg 15954  df-0g 16102  df-gsum 16103  df-mgm 17242  df-sgrp 17284  df-mnd 17295  df-submnd 17336  df-grp 17425  df-minusg 17426  df-cntz 17750  df-cmn 18195  df-abl 18196  df-mgp 18490  df-ur 18502  df-ring 18549  df-mamu 20190

This theorem is referenced by:  matring  20249  mdetmul  20429