Theorem mdet1 22521

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 = (1r‘𝐴)
mdet1.o	⊢ 1 = (1r‘𝑅)

Assertion

Ref	Expression
mdet1	⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝐷‘𝐼) = 1 )

Proof of Theorem mdet1

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		id 22	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin))
2		crngring 20190	. . . . . 6 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
3	2	anim1ci 614	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring))
4		mdet1.a	. . . . . 6 ⊢ 𝐴 = (𝑁 Mat 𝑅)
5	4	matring 22363	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑅 ∈ Ring) → 𝐴 ∈ Ring)
6		eqid 2727	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝐴) = (Base‘𝐴)
7		mdet1.n	. . . . . 6 ⊢ 𝐼 = (1r‘𝐴)
8	6, 7	ringidcl 20207	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ Ring → 𝐼 ∈ (Base‘𝐴))
9	3, 5, 8	3syl 18	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → 𝐼 ∈ (Base‘𝐴))
10		eqid 2727	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
11		mdet1.o	. . . . . . 7 ⊢ 1 = (1r‘𝑅)
12	10, 11	ringidcl 20207	. . . . . 6 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 1 ∈ (Base‘𝑅))
13	2, 12	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 1 ∈ (Base‘𝑅))
14	13	adantr 479	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → 1 ∈ (Base‘𝑅))
15	1, 9, 14	jca32 514	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝐼 ∈ (Base‘𝐴) ∧ 1 ∈ (Base‘𝑅))))
16		eqid 2727	. . . . 5 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
17		simplr 767	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) → 𝑁 ∈ Fin)
18	2	adantr 479	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → 𝑅 ∈ Ring)
19	18	adantr 479	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) → 𝑅 ∈ Ring)
20		simprl 769	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) → 𝑖 ∈ 𝑁)
21		simprr 771	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) → 𝑗 ∈ 𝑁)
22	4, 11, 16, 17, 19, 20, 21, 7	mat1ov 22368	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁)) → (𝑖𝐼𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 1 , (0g‘𝑅)))
23	22	ralrimivva 3196	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → ∀𝑖 ∈ 𝑁 ∀𝑗 ∈ 𝑁 (𝑖𝐼𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 1 , (0g‘𝑅)))
24		mdet1.d	. . . 4 ⊢ 𝐷 = (𝑁 maDet 𝑅)
25		eqid 2727	. . . 4 ⊢ (mulGrp‘𝑅) = (mulGrp‘𝑅)
26		eqid 2727	. . . 4 ⊢ (.g‘(mulGrp‘𝑅)) = (.g‘(mulGrp‘𝑅))
27	24, 4, 6, 25, 16, 10, 26	mdetdiagid 22520	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) ∧ (𝐼 ∈ (Base‘𝐴) ∧ 1 ∈ (Base‘𝑅))) → (∀𝑖 ∈ 𝑁 ∀𝑗 ∈ 𝑁 (𝑖𝐼𝑗) = if(𝑖 = 𝑗, 1 , (0g‘𝑅)) → (𝐷‘𝐼) = ((♯‘𝑁)(.g‘(mulGrp‘𝑅)) 1 )))
28	15, 23, 27	sylc 65	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝐷‘𝐼) = ((♯‘𝑁)(.g‘(mulGrp‘𝑅)) 1 ))
29		ringsrg 20238	. . . 4 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ SRing)
30	2, 29	syl 17	. . 3 ⊢ (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ SRing)
31		hashcl 14353	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ Fin → (♯‘𝑁) ∈ ℕ0)
32	25, 26, 11	srg1expzeq1 20170	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ SRing ∧ (♯‘𝑁) ∈ ℕ0) → ((♯‘𝑁)(.g‘(mulGrp‘𝑅)) 1 ) = 1 )
33	30, 31, 32	syl2an 594	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → ((♯‘𝑁)(.g‘(mulGrp‘𝑅)) 1 ) = 1 )
34	28, 33	eqtrd 2767	1 ⊢ ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑁 ∈ Fin) → (𝐷‘𝐼) = 1 )

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  ∀wral 3057  ifcif 4530  ‘cfv 6551  (class class class)co 7424  Fincfn 8968  ℕ₀cn0 12508  ♯chash 14327  Basecbs 17185  0_gc0g 17426  ._gcmg 19028  mulGrpcmgp 20079  1_rcur 20126  SRingcsrg 20131  Ringcrg 20178  CRingccrg 20179   Mat cmat 22325   maDet cmdat 22504

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2698  ax-rep 5287  ax-sep 5301  ax-nul 5308  ax-pow 5367  ax-pr 5431  ax-un 7744  ax-cnex 11200  ax-resscn 11201  ax-1cn 11202  ax-icn 11203  ax-addcl 11204  ax-addrcl 11205  ax-mulcl 11206  ax-mulrcl 11207  ax-mulcom 11208  ax-addass 11209  ax-mulass 11210  ax-distr 11211  ax-i2m1 11212  ax-1ne0 11213  ax-1rid 11214  ax-rnegex 11215  ax-rrecex 11216  ax-cnre 11217  ax-pre-lttri 11218  ax-pre-lttrn 11219  ax-pre-ltadd 11220  ax-pre-mulgt0 11221  ax-addf 11223  ax-mulf 11224

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-xor 1505  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2937  df-nel 3043  df-ral 3058  df-rex 3067  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3429  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4325  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-tp 4635  df-op 4637  df-ot 4639  df-uni 4911  df-int 4952  df-iun 5000  df-iin 5001  df-br 5151  df-opab 5213  df-mpt 5234  df-tr 5268  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5635  df-se 5636  df-we 5637  df-xp 5686  df-rel 5687  df-cnv 5688  df-co 5689  df-dm 5690  df-rn 5691  df-res 5692  df-ima 5693  df-pred 6308  df-ord 6375  df-on 6376  df-lim 6377  df-suc 6378  df-iota 6503  df-fun 6553  df-fn 6554  df-f 6555  df-f1 6556  df-fo 6557  df-f1o 6558  df-fv 6559  df-isom 6560  df-riota 7380  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-of 7689  df-om 7875  df-1st 7997  df-2nd 7998  df-supp 8170  df-tpos 8236  df-frecs 8291  df-wrecs 8322  df-recs 8396  df-rdg 8435  df-1o 8491  df-2o 8492  df-er 8729  df-map 8851  df-ixp 8921  df-en 8969  df-dom 8970  df-sdom 8971  df-fin 8972  df-fsupp 9392  df-sup 9471  df-oi 9539  df-card 9968  df-pnf 11286  df-mnf 11287  df-xr 11288  df-ltxr 11289  df-le 11290  df-sub 11482  df-neg 11483  df-div 11908  df-nn 12249  df-2 12311  df-3 12312  df-4 12313  df-5 12314  df-6 12315  df-7 12316  df-8 12317  df-9 12318  df-n0 12509  df-xnn0 12581  df-z 12595  df-dec 12714  df-uz 12859  df-rp 13013  df-fz 13523  df-fzo 13666  df-seq 14005  df-exp 14065  df-hash 14328  df-word 14503  df-lsw 14551  df-concat 14559  df-s1 14584  df-substr 14629  df-pfx 14659  df-splice 14738  df-reverse 14747  df-s2 14837  df-struct 17121  df-sets 17138  df-slot 17156  df-ndx 17168  df-base 17186  df-ress 17215  df-plusg 17251  df-mulr 17252  df-starv 17253  df-sca 17254  df-vsca 17255  df-ip 17256  df-tset 17257  df-ple 17258  df-ds 17260  df-unif 17261  df-hom 17262  df-cco 17263  df-0g 17428  df-gsum 17429  df-prds 17434  df-pws 17436  df-mre 17571  df-mrc 17572  df-acs 17574  df-mgm 18605  df-sgrp 18684  df-mnd 18700  df-mhm 18745  df-submnd 18746  df-efmnd 18826  df-grp 18898  df-minusg 18899  df-sbg 18900  df-mulg 19029  df-subg 19083  df-ghm 19173  df-gim 19218  df-cntz 19273  df-oppg 19302  df-symg 19327  df-pmtr 19402  df-psgn 19451  df-cmn 19742  df-abl 19743  df-mgp 20080  df-rng 20098  df-ur 20127  df-srg 20132  df-ring 20180  df-cring 20181  df-oppr 20278  df-dvdsr 20301  df-unit 20302  df-invr 20332  df-dvr 20345  df-rhm 20416  df-subrng 20488  df-subrg 20513  df-drng 20631  df-lmod 20750  df-lss 20821  df-sra 21063  df-rgmod 21064  df-cnfld 21285  df-zring 21378  df-zrh 21434  df-dsmm 21671  df-frlm 21686  df-mamu 22304  df-mat 22326  df-mdet 22505

This theorem is referenced by:  mdetuni0  22541  matunit  22598  cramerimplem1  22603  matunitlindflem2  37095