MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mdet1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mdet1 20407
Description: The determinant of the identity matrix is 1, i.e. the determinant function is normalized, see also definition in [Lang] p. 513. (Contributed by SO, 10-Jul-2018.) (Proof shortened by AV, 25-Nov-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
mdet1.d 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
mdet1.a 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
mdet1.n 𝐼 = (1r𝐴)
mdet1.o 1 = (1r𝑅)
Assertion
Ref Expression
mdet1 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝐷𝐼) = 1 )

Proof of Theorem mdet1
Dummy variables 𝑖 𝑗 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 id 22 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin))
2 crngring 18558 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
32anim1i 592 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑁 ∈ Fin))
43ancomd 467 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
5 mdet1.a . . . . . 6 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
65matring 20249 . . . . 5 ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
7 eqid 2622 . . . . . 6 (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
8 mdet1.n . . . . . 6 𝐼 = (1r𝐴)
97, 8ringidcl 18568 . . . . 5 (𝐴 ∈ Ring → 𝐼 ∈ (Base‘𝐴))
104, 6, 93syl 18 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → 𝐼 ∈ (Base‘𝐴))
11 eqid 2622 . . . . . . 7 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
12 mdet1.o . . . . . . 7 1 = (1r𝑅)
1311, 12ringidcl 18568 . . . . . 6 (𝑅 ∈ Ring → 1 ∈ (Base‘𝑅))
142, 13syl 17 . . . . 5 (𝑅 ∈ CRing → 1 ∈ (Base‘𝑅))
1514adantr 481 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → 1 ∈ (Base‘𝑅))
161, 10, 15jca32 558 . . 3 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝐼 ∈ (Base‘𝐴) ∧ 1 ∈ (Base‘𝑅))))
17 eqid 2622 . . . . 5 (0g𝑅) = (0g𝑅)
18 simplr 792 . . . . 5 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑁 ∈ Fin)
192adantr 481 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → 𝑅 ∈ Ring)
2019adantr 481 . . . . 5 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑅 ∈ Ring)
21 simprl 794 . . . . 5 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑖𝑁)
22 simprr 796 . . . . 5 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → 𝑗𝑁)
235, 12, 17, 18, 20, 21, 22, 8mat1ov 20254 . . . 4 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖𝑁𝑗𝑁)) → (𝑖𝐼𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 1 , (0g𝑅)))
2423ralrimivva 2971 . . 3 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → ∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝐼𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 1 , (0g𝑅)))
25 mdet1.d . . . 4 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
26 eqid 2622 . . . 4 (mulGrp‘𝑅) = (mulGrp‘𝑅)
27 eqid 2622 . . . 4 (.g‘(mulGrp‘𝑅)) = (.g‘(mulGrp‘𝑅))
2825, 5, 7, 26, 17, 11, 27mdetdiagid 20406 . . 3 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝐼 ∈ (Base‘𝐴) ∧ 1 ∈ (Base‘𝑅))) → (∀𝑖𝑁𝑗𝑁 (𝑖𝐼𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 1 , (0g𝑅)) → (𝐷𝐼) = ((#‘𝑁)(.g‘(mulGrp‘𝑅)) 1 )))
2916, 24, 28sylc 65 . 2 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝐷𝐼) = ((#‘𝑁)(.g‘(mulGrp‘𝑅)) 1 ))
30 ringsrg 18589 . . . 4 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ SRing)
312, 30syl 17 . . 3 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ SRing)
32 hashcl 13147 . . 3 (𝑁 ∈ Fin → (#‘𝑁) ∈ ℕ0)
3326, 27, 12srg1expzeq1 18539 . . 3 ((𝑅 ∈ SRing ∧ (#‘𝑁) ∈ ℕ0) → ((#‘𝑁)(.g‘(mulGrp‘𝑅)) 1 ) = 1 )
3431, 32, 33syl2an 494 . 2 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → ((#‘𝑁)(.g‘(mulGrp‘𝑅)) 1 ) = 1 )
3529, 34eqtrd 2656 1 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝐷𝐼) = 1 )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384   = wceq 1483  wcel 1990  wral 2912  ifcif 4086  cfv 5888  (class class class)co 6650  Fincfn 7955  0cn0 11292  #chash 13117  Basecbs 15857  0gc0g 16100  .gcmg 17540  mulGrpcmgp 18489  1rcur 18501  SRingcsrg 18505  Ringcrg 18547  CRingccrg 18548   Mat cmat 20213   maDet cmdat 20390
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-inf2 8538  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  ax-addf 10015  ax-mulf 10016
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-xor 1465  df-tru 1486  df-fal 1489  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-iin 4523  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-tpos 7352  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-2o 7561  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-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-div 10685  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-xnn0 11364  df-z 11378  df-dec 11494  df-uz 11688  df-rp 11833  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-seq 12802  df-exp 12861  df-hash 13118  df-word 13299  df-lsw 13300  df-concat 13301  df-s1 13302  df-substr 13303  df-splice 13304  df-reverse 13305  df-s2 13593  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-starv 15956  df-sca 15957  df-vsca 15958  df-ip 15959  df-tset 15960  df-ple 15961  df-ds 15964  df-unif 15965  df-hom 15966  df-cco 15967  df-0g 16102  df-gsum 16103  df-prds 16108  df-pws 16110  df-mre 16246  df-mrc 16247  df-acs 16249  df-mgm 17242  df-sgrp 17284  df-mnd 17295  df-mhm 17335  df-submnd 17336  df-grp 17425  df-minusg 17426  df-sbg 17427  df-mulg 17541  df-subg 17591  df-ghm 17658  df-gim 17701  df-cntz 17750  df-oppg 17776  df-symg 17798  df-pmtr 17862  df-psgn 17911  df-cmn 18195  df-abl 18196  df-mgp 18490  df-ur 18502  df-srg 18506  df-ring 18549  df-cring 18550  df-oppr 18623  df-dvdsr 18641  df-unit 18642  df-invr 18672  df-dvr 18683  df-rnghom 18715  df-drng 18749  df-subrg 18778  df-lmod 18865  df-lss 18933  df-sra 19172  df-rgmod 19173  df-cnfld 19747  df-zring 19819  df-zrh 19852  df-dsmm 20076  df-frlm 20091  df-mamu 20190  df-mat 20214  df-mdet 20391
This theorem is referenced by:  mdetuni0  20427  matunit  20484  cramerimplem1  20489  matunitlindflem2  33406
  Copyright terms: Public domain W3C validator