This is an inofficial mirror of http://metamath.tirix.org for personal testing of a visualizer extension only.
Description: The sum of element by element multiplications of a matrix with an identity matrix with a column replaced by a vector. (Contributed by AV, 16-Feb-2019) (Revised by AV, 26-Feb-2019)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypotheses | marepvcl.a | |- A = ( N Mat R ) |
|
| marepvcl.b | |- B = ( Base ` A ) |
||
| marepvcl.v | |- V = ( ( Base ` R ) ^m N ) |
||
| ma1repvcl.1 | |- .1. = ( 1r ` A ) |
||
| mulmarep1el.0 | |- .0. = ( 0g ` R ) |
||
| mulmarep1el.e | |- E = ( ( .1. ( N matRepV R ) C ) ` K ) |
||
| Assertion | mulmarep1gsum1 | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> ( R gsum ( l e. N |-> ( ( I X l ) ( .r ` R ) ( l E J ) ) ) ) = ( I X J ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | marepvcl.a | |- A = ( N Mat R ) |
|
| 2 | marepvcl.b | |- B = ( Base ` A ) |
|
| 3 | marepvcl.v | |- V = ( ( Base ` R ) ^m N ) |
|
| 4 | ma1repvcl.1 | |- .1. = ( 1r ` A ) |
|
| 5 | mulmarep1el.0 | |- .0. = ( 0g ` R ) |
|
| 6 | mulmarep1el.e | |- E = ( ( .1. ( N matRepV R ) C ) ` K ) |
|
| 7 | simp1 | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> R e. Ring ) |
|
| 8 | 7 | adantr | |- ( ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) /\ l e. N ) -> R e. Ring ) |
| 9 | simp2 | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) ) |
|
| 10 | 9 | adantr | |- ( ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) /\ l e. N ) -> ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) ) |
| 11 | simp1 | |- ( ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) -> I e. N ) |
|
| 12 | 11 | 3ad2ant3 | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> I e. N ) |
| 13 | 12 | adantr | |- ( ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) /\ l e. N ) -> I e. N ) |
| 14 | simp2 | |- ( ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) -> J e. N ) |
|
| 15 | 14 | 3ad2ant3 | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> J e. N ) |
| 16 | 15 | adantr | |- ( ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) /\ l e. N ) -> J e. N ) |
| 17 | simpr | |- ( ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) /\ l e. N ) -> l e. N ) |
|
| 18 | 1 2 3 4 5 6 | mulmarep1el | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ l e. N ) ) -> ( ( I X l ) ( .r ` R ) ( l E J ) ) = if ( J = K , ( ( I X l ) ( .r ` R ) ( C ` l ) ) , if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) ) ) |
| 19 | 8 10 13 16 17 18 | syl113anc | |- ( ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) /\ l e. N ) -> ( ( I X l ) ( .r ` R ) ( l E J ) ) = if ( J = K , ( ( I X l ) ( .r ` R ) ( C ` l ) ) , if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) ) ) |
| 20 | 19 | mpteq2dva | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> ( l e. N |-> ( ( I X l ) ( .r ` R ) ( l E J ) ) ) = ( l e. N |-> if ( J = K , ( ( I X l ) ( .r ` R ) ( C ` l ) ) , if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) ) ) ) |
| 21 | 20 | oveq2d | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> ( R gsum ( l e. N |-> ( ( I X l ) ( .r ` R ) ( l E J ) ) ) ) = ( R gsum ( l e. N |-> if ( J = K , ( ( I X l ) ( .r ` R ) ( C ` l ) ) , if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) ) ) ) ) |
| 22 | neneq | |- ( J =/= K -> -. J = K ) |
|
| 23 | 22 | 3ad2ant3 | |- ( ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) -> -. J = K ) |
| 24 | 23 | 3ad2ant3 | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> -. J = K ) |
| 25 | 24 | iffalsed | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> if ( J = K , ( ( I X l ) ( .r ` R ) ( C ` l ) ) , if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) ) = if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) ) |
| 26 | 25 | mpteq2dv | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> ( l e. N |-> if ( J = K , ( ( I X l ) ( .r ` R ) ( C ` l ) ) , if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) ) ) = ( l e. N |-> if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) ) ) |
| 27 | 26 | oveq2d | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> ( R gsum ( l e. N |-> if ( J = K , ( ( I X l ) ( .r ` R ) ( C ` l ) ) , if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) ) ) ) = ( R gsum ( l e. N |-> if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) ) ) ) |
| 28 | ringmnd | |- ( R e. Ring -> R e. Mnd ) |
|
| 29 | 28 | 3ad2ant1 | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> R e. Mnd ) |
| 30 | 1 2 | matrcl | |- ( X e. B -> ( N e. Fin /\ R e. _V ) ) |
| 31 | 30 | simpld | |- ( X e. B -> N e. Fin ) |
| 32 | 31 | 3ad2ant1 | |- ( ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) -> N e. Fin ) |
| 33 | 32 | 3ad2ant2 | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> N e. Fin ) |
| 34 | eqcom | |- ( J = l <-> l = J ) |
|
| 35 | ifbi | |- ( ( J = l <-> l = J ) -> if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) = if ( l = J , ( I X l ) , .0. ) ) |
|
| 36 | oveq2 | |- ( l = J -> ( I X l ) = ( I X J ) ) |
|
| 37 | 36 | adantl | |- ( ( ( J = l <-> l = J ) /\ l = J ) -> ( I X l ) = ( I X J ) ) |
| 38 | 37 | ifeq1da | |- ( ( J = l <-> l = J ) -> if ( l = J , ( I X l ) , .0. ) = if ( l = J , ( I X J ) , .0. ) ) |
| 39 | 35 38 | eqtrd | |- ( ( J = l <-> l = J ) -> if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) = if ( l = J , ( I X J ) , .0. ) ) |
| 40 | 34 39 | ax-mp | |- if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) = if ( l = J , ( I X J ) , .0. ) |
| 41 | 40 | mpteq2i | |- ( l e. N |-> if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) ) = ( l e. N |-> if ( l = J , ( I X J ) , .0. ) ) |
| 42 | 2 | eleq2i | |- ( X e. B <-> X e. ( Base ` A ) ) |
| 43 | 42 | biimpi | |- ( X e. B -> X e. ( Base ` A ) ) |
| 44 | 43 | 3ad2ant1 | |- ( ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) -> X e. ( Base ` A ) ) |
| 45 | 44 | 3ad2ant2 | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> X e. ( Base ` A ) ) |
| 46 | eqid | |- ( Base ` R ) = ( Base ` R ) |
|
| 47 | 1 46 | matecl | |- ( ( I e. N /\ J e. N /\ X e. ( Base ` A ) ) -> ( I X J ) e. ( Base ` R ) ) |
| 48 | 12 15 45 47 | syl3anc | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> ( I X J ) e. ( Base ` R ) ) |
| 49 | 5 29 33 15 41 48 | gsummptif1n0 | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> ( R gsum ( l e. N |-> if ( J = l , ( I X l ) , .0. ) ) ) = ( I X J ) ) |
| 50 | 21 27 49 | 3eqtrd | |- ( ( R e. Ring /\ ( X e. B /\ C e. V /\ K e. N ) /\ ( I e. N /\ J e. N /\ J =/= K ) ) -> ( R gsum ( l e. N |-> ( ( I X l ) ( .r ` R ) ( l E J ) ) ) ) = ( I X J ) ) |