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Description: Value of the multiplication operation in a binary structure product. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Aug-2015)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypotheses | xpsval.t | ⊢ 𝑇 = ( 𝑅 ×s 𝑆 ) | |
| xpsval.x | ⊢ 𝑋 = ( Base ‘ 𝑅 ) | ||
| xpsval.y | ⊢ 𝑌 = ( Base ‘ 𝑆 ) | ||
| xpsval.1 | ⊢ ( 𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑉 ) | ||
| xpsval.2 | ⊢ ( 𝜑 → 𝑆 ∈ 𝑊 ) | ||
| xpsadd.3 | ⊢ ( 𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑋 ) | ||
| xpsadd.4 | ⊢ ( 𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑌 ) | ||
| xpsadd.5 | ⊢ ( 𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑋 ) | ||
| xpsadd.6 | ⊢ ( 𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑌 ) | ||
| xpsadd.7 | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐴 · 𝐶 ) ∈ 𝑋 ) | ||
| xpsadd.8 | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐵 × 𝐷 ) ∈ 𝑌 ) | ||
| xpsmul.m | ⊢ · = ( .r ‘ 𝑅 ) | ||
| xpsmul.n | ⊢ × = ( .r ‘ 𝑆 ) | ||
| xpsmul.p | ⊢ ∙ = ( .r ‘ 𝑇 ) | ||
| Assertion | xpsmul | ⊢ ( 𝜑 → ( 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∙ 〈 𝐶 , 𝐷 〉 ) = 〈 ( 𝐴 · 𝐶 ) , ( 𝐵 × 𝐷 ) 〉 ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | xpsval.t | ⊢ 𝑇 = ( 𝑅 ×s 𝑆 ) | |
| 2 | xpsval.x | ⊢ 𝑋 = ( Base ‘ 𝑅 ) | |
| 3 | xpsval.y | ⊢ 𝑌 = ( Base ‘ 𝑆 ) | |
| 4 | xpsval.1 | ⊢ ( 𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑉 ) | |
| 5 | xpsval.2 | ⊢ ( 𝜑 → 𝑆 ∈ 𝑊 ) | |
| 6 | xpsadd.3 | ⊢ ( 𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑋 ) | |
| 7 | xpsadd.4 | ⊢ ( 𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑌 ) | |
| 8 | xpsadd.5 | ⊢ ( 𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑋 ) | |
| 9 | xpsadd.6 | ⊢ ( 𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑌 ) | |
| 10 | xpsadd.7 | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐴 · 𝐶 ) ∈ 𝑋 ) | |
| 11 | xpsadd.8 | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐵 × 𝐷 ) ∈ 𝑌 ) | |
| 12 | xpsmul.m | ⊢ · = ( .r ‘ 𝑅 ) | |
| 13 | xpsmul.n | ⊢ × = ( .r ‘ 𝑆 ) | |
| 14 | xpsmul.p | ⊢ ∙ = ( .r ‘ 𝑇 ) | |
| 15 | eqid | ⊢ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) = ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) | |
| 16 | eqid | ⊢ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) = ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) | |
| 17 | 15 | xpsff1o2 | ⊢ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) : ( 𝑋 × 𝑌 ) –1-1-onto→ ran ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) |
| 18 | f1ocnv | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) : ( 𝑋 × 𝑌 ) –1-1-onto→ ran ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) → ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) : ran ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) –1-1-onto→ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) | |
| 19 | 17 18 | mp1i | ⊢ ( 𝜑 → ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) : ran ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) –1-1-onto→ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) |
| 20 | f1ofo | ⊢ ( ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) : ran ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) –1-1-onto→ ( 𝑋 × 𝑌 ) → ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) : ran ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) –onto→ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) | |
| 21 | 19 20 | syl | ⊢ ( 𝜑 → ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) : ran ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) –onto→ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) |
| 22 | 19 | f1ocpbl | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑎 ∈ ran ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ∧ 𝑏 ∈ ran ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ) ∧ ( 𝑐 ∈ ran ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ∧ 𝑑 ∈ ran ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ) ) → ( ( ( ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ‘ 𝑎 ) = ( ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ‘ 𝑐 ) ∧ ( ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ‘ 𝑏 ) = ( ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ‘ 𝑑 ) ) → ( ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ‘ ( 𝑎 ( .r ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) 𝑏 ) ) = ( ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ‘ ( 𝑐 ( .r ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) 𝑑 ) ) ) ) |
| 23 | eqid | ⊢ ( Scalar ‘ 𝑅 ) = ( Scalar ‘ 𝑅 ) | |
| 24 | 1 2 3 4 5 15 23 16 | xpsval | ⊢ ( 𝜑 → 𝑇 = ( ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) “s ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ) |
| 25 | 1 2 3 4 5 15 23 16 | xpsrnbas | ⊢ ( 𝜑 → ran ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) = ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ) |
| 26 | ovexd | ⊢ ( 𝜑 → ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ∈ V ) | |
| 27 | eqid | ⊢ ( .r ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) = ( .r ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) | |
| 28 | 21 22 24 25 26 27 14 | imasmulval | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ { 〈 ∅ , 𝐴 〉 , 〈 1o , 𝐵 〉 } ∈ ran ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ∧ { 〈 ∅ , 𝐶 〉 , 〈 1o , 𝐷 〉 } ∈ ran ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ) → ( ( ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ‘ { 〈 ∅ , 𝐴 〉 , 〈 1o , 𝐵 〉 } ) ∙ ( ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ‘ { 〈 ∅ , 𝐶 〉 , 〈 1o , 𝐷 〉 } ) ) = ( ◡ ( 𝑥 ∈ 𝑋 , 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ { 〈 ∅ , 𝑥 〉 , 〈 1o , 𝑦 〉 } ) ‘ ( { 〈 ∅ , 𝐴 〉 , 〈 1o , 𝐵 〉 } ( .r ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) { 〈 ∅ , 𝐶 〉 , 〈 1o , 𝐷 〉 } ) ) ) |
| 29 | eqid | ⊢ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) = ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) | |
| 30 | fvexd | ⊢ ( ( { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } Fn 2o ∧ { 〈 ∅ , 𝐴 〉 , 〈 1o , 𝐵 〉 } ∈ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ∧ { 〈 ∅ , 𝐶 〉 , 〈 1o , 𝐷 〉 } ∈ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ) → ( Scalar ‘ 𝑅 ) ∈ V ) | |
| 31 | 2on | ⊢ 2o ∈ On | |
| 32 | 31 | a1i | ⊢ ( ( { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } Fn 2o ∧ { 〈 ∅ , 𝐴 〉 , 〈 1o , 𝐵 〉 } ∈ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ∧ { 〈 ∅ , 𝐶 〉 , 〈 1o , 𝐷 〉 } ∈ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ) → 2o ∈ On ) |
| 33 | simp1 | ⊢ ( ( { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } Fn 2o ∧ { 〈 ∅ , 𝐴 〉 , 〈 1o , 𝐵 〉 } ∈ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ∧ { 〈 ∅ , 𝐶 〉 , 〈 1o , 𝐷 〉 } ∈ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ) → { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } Fn 2o ) | |
| 34 | simp2 | ⊢ ( ( { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } Fn 2o ∧ { 〈 ∅ , 𝐴 〉 , 〈 1o , 𝐵 〉 } ∈ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ∧ { 〈 ∅ , 𝐶 〉 , 〈 1o , 𝐷 〉 } ∈ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ) → { 〈 ∅ , 𝐴 〉 , 〈 1o , 𝐵 〉 } ∈ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ) | |
| 35 | simp3 | ⊢ ( ( { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } Fn 2o ∧ { 〈 ∅ , 𝐴 〉 , 〈 1o , 𝐵 〉 } ∈ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ∧ { 〈 ∅ , 𝐶 〉 , 〈 1o , 𝐷 〉 } ∈ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ) → { 〈 ∅ , 𝐶 〉 , 〈 1o , 𝐷 〉 } ∈ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ) | |
| 36 | 16 29 30 32 33 34 35 27 | prdsmulrval | ⊢ ( ( { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } Fn 2o ∧ { 〈 ∅ , 𝐴 〉 , 〈 1o , 𝐵 〉 } ∈ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ∧ { 〈 ∅ , 𝐶 〉 , 〈 1o , 𝐷 〉 } ∈ ( Base ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) ) → ( { 〈 ∅ , 𝐴 〉 , 〈 1o , 𝐵 〉 } ( .r ‘ ( ( Scalar ‘ 𝑅 ) Xs { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ) ) { 〈 ∅ , 𝐶 〉 , 〈 1o , 𝐷 〉 } ) = ( 𝑘 ∈ 2o ↦ ( ( { 〈 ∅ , 𝐴 〉 , 〈 1o , 𝐵 〉 } ‘ 𝑘 ) ( .r ‘ ( { 〈 ∅ , 𝑅 〉 , 〈 1o , 𝑆 〉 } ‘ 𝑘 ) ) ( { 〈 ∅ , 𝐶 〉 , 〈 1o , 𝐷 〉 } ‘ 𝑘 ) ) ) ) |
| 37 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 28 36 | xpsaddlem | ⊢ ( 𝜑 → ( 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∙ 〈 𝐶 , 𝐷 〉 ) = 〈 ( 𝐴 · 𝐶 ) , ( 𝐵 × 𝐷 ) 〉 ) |