Theorem marepvcl 20375

Description: Closure of the column replacement function for square matrices. (Contributed by AV, 14-Feb-2019.) (Revised by AV, 26-Feb-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
marepvcl.a	⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
marepvcl.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐴)
marepvcl.v	⊢ 𝑉 = ((Base‘𝑅) ↑𝑚 𝑁)

Assertion

Ref	Expression
marepvcl	⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) → ((𝑀(𝑁 matRepV 𝑅)𝐶)‘𝐾) ∈ 𝐵)

Proof of Theorem marepvcl

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		marepvcl.a	. . . 4 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
2		marepvcl.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐴)
3		eqid 2622	. . . 4 ⊢ (𝑁 matRepV 𝑅) = (𝑁 matRepV 𝑅)
4		marepvcl.v	. . . 4 ⊢ 𝑉 = ((Base‘𝑅) ↑𝑚 𝑁)
5	1, 2, 3, 4	marepvval 20373	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁) → ((𝑀(𝑁 matRepV 𝑅)𝐶)‘𝐾) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑗 = 𝐾, (𝐶‘𝑖), (𝑖𝑀𝑗))))
6	5	adantl 482	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) → ((𝑀(𝑁 matRepV 𝑅)𝐶)‘𝐾) = (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑗 = 𝐾, (𝐶‘𝑖), (𝑖𝑀𝑗))))
7		eqid 2622	. . 3 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
8	1, 2	matrcl 20218	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 ∈ 𝐵 → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ V))
9	8	simpld 475	. . . . 5 ⊢ (𝑀 ∈ 𝐵 → 𝑁 ∈ Fin)
10	9	3ad2ant1 1082	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁) → 𝑁 ∈ Fin)
11	10	adantl 482	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) → 𝑁 ∈ Fin)
12		simpl 473	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) → 𝑅 ∈ Ring)
13		elmapi 7879	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐶 ∈ ((Base‘𝑅) ↑𝑚 𝑁) → 𝐶:𝑁⟶(Base‘𝑅))
14		ffvelrn 6357	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐶:𝑁⟶(Base‘𝑅) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝐶‘𝑖) ∈ (Base‘𝑅))
15	14	ex 450	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐶:𝑁⟶(Base‘𝑅) → (𝑖 ∈ 𝑁 → (𝐶‘𝑖) ∈ (Base‘𝑅)))
16	13, 15	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐶 ∈ ((Base‘𝑅) ↑𝑚 𝑁) → (𝑖 ∈ 𝑁 → (𝐶‘𝑖) ∈ (Base‘𝑅)))
17	16, 4	eleq2s 2719	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐶 ∈ 𝑉 → (𝑖 ∈ 𝑁 → (𝐶‘𝑖) ∈ (Base‘𝑅)))
18	17	3ad2ant2 1083	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁) → (𝑖 ∈ 𝑁 → (𝐶‘𝑖) ∈ (Base‘𝑅)))
19	18	adantl 482	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) → (𝑖 ∈ 𝑁 → (𝐶‘𝑖) ∈ (Base‘𝑅)))
20	19	imp 445	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁) → (𝐶‘𝑖) ∈ (Base‘𝑅))
21	20	3adant3 1081	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝐶‘𝑖) ∈ (Base‘𝑅))
22		simp2 1062	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑖 ∈ 𝑁)
23		simp3 1063	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑗 ∈ 𝑁)
24	2	eleq2i 2693	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑀 ∈ 𝐵 ↔ 𝑀 ∈ (Base‘𝐴))
25	24	biimpi 206	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑀 ∈ 𝐵 → 𝑀 ∈ (Base‘𝐴))
26	25	3ad2ant1 1082	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁) → 𝑀 ∈ (Base‘𝐴))
27	26	adantl 482	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) → 𝑀 ∈ (Base‘𝐴))
28	27	3ad2ant1 1082	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → 𝑀 ∈ (Base‘𝐴))
29	1, 7	matecl 20231	. . . . 5 ⊢ ((𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ∧ 𝑀 ∈ (Base‘𝐴)) → (𝑖𝑀𝑗) ∈ (Base‘𝑅))
30	22, 23, 28, 29	syl3anc 1326	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → (𝑖𝑀𝑗) ∈ (Base‘𝑅))
31	21, 30	ifcld 4131	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) ∧ 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁) → if(𝑗 = 𝐾, (𝐶‘𝑖), (𝑖𝑀𝑗)) ∈ (Base‘𝑅))
32	1, 7, 2, 11, 12, 31	matbas2d 20229	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) → (𝑖 ∈ 𝑁, 𝑗 ∈ 𝑁 ↦ if(𝑗 = 𝐾, (𝐶‘𝑖), (𝑖𝑀𝑗))) ∈ 𝐵)
33	6, 32	eqeltrd 2701	1 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑀 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝑉 ∧ 𝐾 ∈ 𝑁)) → ((𝑀(𝑁 matRepV 𝑅)𝐶)‘𝐾) ∈ 𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 384   ∧ w3a 1037   = wceq 1483   ∈ wcel 1990  Vcvv 3200  ifcif 4086  ⟶wf 5884  ‘cfv 5888  (class class class)co 6650   ↦ cmpt2 6652   ↑_𝑚 cmap 7857  Fincfn 7955  Basecbs 15857  Ringcrg 18547   Mat cmat 20213   matRepV cmatrepV 20363

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-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-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-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  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-ixp 7909  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-fsupp 8276  df-sup 8348  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-3 11080  df-4 11081  df-5 11082  df-6 11083  df-7 11084  df-8 11085  df-9 11086  df-n0 11293  df-z 11378  df-dec 11494  df-uz 11688  df-fz 12327  df-struct 15859  df-ndx 15860  df-slot 15861  df-base 15863  df-sets 15864  df-ress 15865  df-plusg 15954  df-mulr 15955  df-sca 15957  df-vsca 15958  df-ip 15959  df-tset 15960  df-ple 15961  df-ds 15964  df-hom 15966  df-cco 15967  df-0g 16102  df-prds 16108  df-pws 16110  df-sra 19172  df-rgmod 19173  df-dsmm 20076  df-frlm 20091  df-mat 20214  df-marepv 20365

This theorem is referenced by:  ma1repvcl  20376