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

Theorem coelem 23976
Description: Lemma for properties of the coefficient function. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Jul-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Aug-2014.)
Assertion
Ref Expression
coelem (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → ((coeff‘𝐹) ∈ (ℂ ↑𝑚0) ∧ ∃𝑛 ∈ ℕ0 (((coeff‘𝐹) “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)(((coeff‘𝐹)‘𝑘) · (𝑧𝑘))))))
Distinct variable groups:   𝑧,𝑘   𝑛,𝐹   𝑆,𝑛   𝑘,𝑛,𝑧,𝐹
Allowed substitution hints:   𝑆(𝑧,𝑘)

Proof of Theorem coelem
Dummy variable 𝑎 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 coeval 23973 . . 3 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → (coeff‘𝐹) = (𝑎 ∈ (ℂ ↑𝑚0)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))))))
2 coeeu 23975 . . . 4 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → ∃!𝑎 ∈ (ℂ ↑𝑚0)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)))))
3 riotacl2 6621 . . . 4 (∃!𝑎 ∈ (ℂ ↑𝑚0)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)))) → (𝑎 ∈ (ℂ ↑𝑚0)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))))) ∈ {𝑎 ∈ (ℂ ↑𝑚0) ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))))})
42, 3syl 17 . . 3 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → (𝑎 ∈ (ℂ ↑𝑚0)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))))) ∈ {𝑎 ∈ (ℂ ↑𝑚0) ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))))})
51, 4eqeltrd 2700 . 2 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → (coeff‘𝐹) ∈ {𝑎 ∈ (ℂ ↑𝑚0) ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))))})
6 imaeq1 5459 . . . . . 6 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → (𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = ((coeff‘𝐹) “ (ℤ‘(𝑛 + 1))))
76eqeq1d 2623 . . . . 5 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ↔ ((coeff‘𝐹) “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0}))
8 fveq1 6188 . . . . . . . . 9 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → (𝑎𝑘) = ((coeff‘𝐹)‘𝑘))
98oveq1d 6662 . . . . . . . 8 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → ((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)) = (((coeff‘𝐹)‘𝑘) · (𝑧𝑘)))
109sumeq2sdv 14429 . . . . . . 7 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)(((coeff‘𝐹)‘𝑘) · (𝑧𝑘)))
1110mpteq2dv 4743 . . . . . 6 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)(((coeff‘𝐹)‘𝑘) · (𝑧𝑘))))
1211eqeq2d 2631 . . . . 5 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → (𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))) ↔ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)(((coeff‘𝐹)‘𝑘) · (𝑧𝑘)))))
137, 12anbi12d 747 . . . 4 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → (((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)))) ↔ (((coeff‘𝐹) “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)(((coeff‘𝐹)‘𝑘) · (𝑧𝑘))))))
1413rexbidv 3050 . . 3 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)))) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 (((coeff‘𝐹) “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)(((coeff‘𝐹)‘𝑘) · (𝑧𝑘))))))
1514elrab 3361 . 2 ((coeff‘𝐹) ∈ {𝑎 ∈ (ℂ ↑𝑚0) ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))))} ↔ ((coeff‘𝐹) ∈ (ℂ ↑𝑚0) ∧ ∃𝑛 ∈ ℕ0 (((coeff‘𝐹) “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)(((coeff‘𝐹)‘𝑘) · (𝑧𝑘))))))
165, 15sylib 208 1 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → ((coeff‘𝐹) ∈ (ℂ ↑𝑚0) ∧ ∃𝑛 ∈ ℕ0 (((coeff‘𝐹) “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)(((coeff‘𝐹)‘𝑘) · (𝑧𝑘))))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384   = wceq 1482  wcel 1989  wrex 2912  ∃!wreu 2913  {crab 2915  {csn 4175  cmpt 4727  cima 5115  cfv 5886  crio 6607  (class class class)co 6647  𝑚 cmap 7854  cc 9931  0cc0 9933  1c1 9934   + caddc 9936   · cmul 9938  0cn0 11289  cuz 11684  ...cfz 12323  cexp 12855  Σcsu 14410  Polycply 23934  coeffccoe 23936
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1721  ax-4 1736  ax-5 1838  ax-6 1887  ax-7 1934  ax-8 1991  ax-9 1998  ax-10 2018  ax-11 2033  ax-12 2046  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4769  ax-sep 4779  ax-nul 4787  ax-pow 4841  ax-pr 4904  ax-un 6946  ax-inf2 8535  ax-cnex 9989  ax-resscn 9990  ax-1cn 9991  ax-icn 9992  ax-addcl 9993  ax-addrcl 9994  ax-mulcl 9995  ax-mulrcl 9996  ax-mulcom 9997  ax-addass 9998  ax-mulass 9999  ax-distr 10000  ax-i2m1 10001  ax-1ne0 10002  ax-1rid 10003  ax-rnegex 10004  ax-rrecex 10005  ax-cnre 10006  ax-pre-lttri 10007  ax-pre-lttrn 10008  ax-pre-ltadd 10009  ax-pre-mulgt0 10010  ax-pre-sup 10011  ax-addf 10012
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1485  df-fal 1488  df-ex 1704  df-nf 1709  df-sb 1880  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2752  df-ne 2794  df-nel 2897  df-ral 2916  df-rex 2917  df-reu 2918  df-rmo 2919  df-rab 2920  df-v 3200  df-sbc 3434  df-csb 3532  df-dif 3575  df-un 3577  df-in 3579  df-ss 3586  df-pss 3588  df-nul 3914  df-if 4085  df-pw 4158  df-sn 4176  df-pr 4178  df-tp 4180  df-op 4182  df-uni 4435  df-int 4474  df-iun 4520  df-br 4652  df-opab 4711  df-mpt 4728  df-tr 4751  df-id 5022  df-eprel 5027  df-po 5033  df-so 5034  df-fr 5071  df-se 5072  df-we 5073  df-xp 5118  df-rel 5119  df-cnv 5120  df-co 5121  df-dm 5122  df-rn 5123  df-res 5124  df-ima 5125  df-pred 5678  df-ord 5724  df-on 5725  df-lim 5726  df-suc 5727  df-iota 5849  df-fun 5888  df-fn 5889  df-f 5890  df-f1 5891  df-fo 5892  df-f1o 5893  df-fv 5894  df-isom 5895  df-riota 6608  df-ov 6650  df-oprab 6651  df-mpt2 6652  df-of 6894  df-om 7063  df-1st 7165  df-2nd 7166  df-wrecs 7404  df-recs 7465  df-rdg 7503  df-1o 7557  df-oadd 7561  df-er 7739  df-map 7856  df-pm 7857  df-en 7953  df-dom 7954  df-sdom 7955  df-fin 7956  df-sup 8345  df-inf 8346  df-oi 8412  df-card 8762  df-pnf 10073  df-mnf 10074  df-xr 10075  df-ltxr 10076  df-le 10077  df-sub 10265  df-neg 10266  df-div 10682  df-nn 11018  df-2 11076  df-3 11077  df-n0 11290  df-z 11375  df-uz 11685  df-rp 11830  df-fz 12324  df-fzo 12462  df-fl 12588  df-seq 12797  df-exp 12856  df-hash 13113  df-cj 13833  df-re 13834  df-im 13835  df-sqrt 13969  df-abs 13970  df-clim 14213  df-rlim 14214  df-sum 14411  df-0p 23431  df-ply 23938  df-coe 23940
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator