Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  coe1termlem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem coe1termlem 24853
 Description: The coefficient function of a monomial. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Jul-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Aug-2014.)
Hypothesis
Ref Expression
coe1term.1 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ (𝐴 · (𝑧𝑁)))
Assertion
Ref Expression
coe1termlem ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((coeff‘𝐹) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)) ∧ (𝐴 ≠ 0 → (deg‘𝐹) = 𝑁)))
Distinct variable groups:   𝑧,𝑛,𝐴   𝑛,𝑁,𝑧
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑧,𝑛)

Proof of Theorem coe1termlem
Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ssid 3964 . . . 4 ℂ ⊆ ℂ
2 coe1term.1 . . . . 5 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ (𝐴 · (𝑧𝑁)))
32ply1term 24799 . . . 4 ((ℂ ⊆ ℂ ∧ 𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐹 ∈ (Poly‘ℂ))
41, 3mp3an1 1445 . . 3 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐹 ∈ (Poly‘ℂ))
5 simpr 488 . . 3 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
6 simpl 486 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐴 ∈ ℂ)
7 0cn 10622 . . . . . 6 0 ∈ ℂ
8 ifcl 4483 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ) → if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0) ∈ ℂ)
96, 7, 8sylancl 589 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0) ∈ ℂ)
109adantr 484 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0) ∈ ℂ)
1110fmpttd 6861 . . 3 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)):ℕ0⟶ℂ)
12 eqid 2822 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))
13 eqeq1 2826 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 𝑘 → (𝑛 = 𝑁𝑘 = 𝑁))
1413ifbid 4461 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑘 → if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0) = if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0))
15 simpr 488 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
16 ifcl 4483 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ) → if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ∈ ℂ)
176, 7, 16sylancl 589 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ∈ ℂ)
1817adantr 484 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ∈ ℂ)
1912, 14, 15, 18fvmptd3 6773 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) = if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0))
2019neeq1d 3070 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) ≠ 0 ↔ if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ≠ 0))
21 nn0re 11894 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℝ)
2221leidd 11195 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁𝑁)
2322ad2antlr 726 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑁𝑁)
24 iffalse 4448 . . . . . . . . 9 𝑘 = 𝑁 → if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) = 0)
2524necon1ai 3038 . . . . . . . 8 (if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ≠ 0 → 𝑘 = 𝑁)
2625breq1d 5052 . . . . . . 7 (if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ≠ 0 → (𝑘𝑁𝑁𝑁))
2723, 26syl5ibrcom 250 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) ≠ 0 → 𝑘𝑁))
2820, 27sylbid 243 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘𝑁))
2928ralrimiva 3174 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ∀𝑘 ∈ ℕ0 (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘𝑁))
30 plyco0 24787 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)):ℕ0⟶ℂ) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)) “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0} ↔ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘𝑁)))
315, 11, 30syl2anc 587 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)) “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0} ↔ ∀𝑘 ∈ ℕ0 (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘𝑁)))
3229, 31mpbird 260 . . 3 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)) “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0})
332ply1termlem 24798 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) · (𝑧𝑘))))
34 elfznn0 12995 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (0...𝑁) → 𝑘 ∈ ℕ0)
3519oveq1d 7155 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) · (𝑧𝑘)) = (if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) · (𝑧𝑘)))
3634, 35sylan2 595 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) · (𝑧𝑘)) = (if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) · (𝑧𝑘)))
3736sumeq2dv 15051 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) · (𝑧𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) · (𝑧𝑘)))
3837mpteq2dv 5138 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) · (𝑧𝑘))) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(if(𝑘 = 𝑁, 𝐴, 0) · (𝑧𝑘))))
3933, 38eqtr4d 2860 . . 3 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) · (𝑧𝑘))))
404, 5, 11, 32, 39coeeq 24822 . 2 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (coeff‘𝐹) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)))
414adantr 484 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ≠ 0) → 𝐹 ∈ (Poly‘ℂ))
425adantr 484 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ≠ 0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
4311adantr 484 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ≠ 0) → (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)):ℕ0⟶ℂ)
4432adantr 484 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)) “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0})
4539adantr 484 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ≠ 0) → 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)(((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑘) · (𝑧𝑘))))
46 iftrue 4445 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑁 → if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0) = 𝐴)
4746, 12fvmptg 6748 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℂ) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑁) = 𝐴)
4847ancoms 462 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑁) = 𝐴)
4948neeq1d 3070 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑁) ≠ 0 ↔ 𝐴 ≠ 0))
5049biimpar 481 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ≠ 0) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0))‘𝑁) ≠ 0)
5141, 42, 43, 44, 45, 50dgreq 24839 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝐴 ≠ 0) → (deg‘𝐹) = 𝑁)
5251ex 416 . 2 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐴 ≠ 0 → (deg‘𝐹) = 𝑁))
5340, 52jca 515 1 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((coeff‘𝐹) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 𝑁, 𝐴, 0)) ∧ (𝐴 ≠ 0 → (deg‘𝐹) = 𝑁)))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   = wceq 1538   ∈ wcel 2114   ≠ wne 3011  ∀wral 3130   ⊆ wss 3908  ifcif 4439  {csn 4539   class class class wbr 5042   ↦ cmpt 5122   “ cima 5535  ⟶wf 6330  ‘cfv 6334  (class class class)co 7140  ℂcc 10524  0cc0 10526  1c1 10527   + caddc 10529   · cmul 10531   ≤ cle 10665  ℕ0cn0 11885  ℤ≥cuz 12231  ...cfz 12885  ↑cexp 13425  Σcsu 15033  Polycply 24779  coeffccoe 24781  degcdgr 24782 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2178  ax-ext 2794  ax-rep 5166  ax-sep 5179  ax-nul 5186  ax-pow 5243  ax-pr 5307  ax-un 7446  ax-inf2 9092  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603  ax-pre-sup 10604  ax-addf 10605 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2653  df-clab 2801  df-cleq 2815  df-clel 2894  df-nfc 2962  df-ne 3012  df-nel 3116  df-ral 3135  df-rex 3136  df-reu 3137  df-rmo 3138  df-rab 3139  df-v 3471  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3927  df-nul 4266  df-if 4440  df-pw 4513  df-sn 4540  df-pr 4542  df-tp 4544  df-op 4546  df-uni 4814  df-int 4852  df-iun 4896  df-br 5043  df-opab 5105  df-mpt 5123  df-tr 5149  df-id 5437  df-eprel 5442  df-po 5451  df-so 5452  df-fr 5491  df-se 5492  df-we 5493  df-xp 5538  df-rel 5539  df-cnv 5540  df-co 5541  df-dm 5542  df-rn 5543  df-res 5544  df-ima 5545  df-pred 6126  df-ord 6172  df-on 6173  df-lim 6174  df-suc 6175  df-iota 6293  df-fun 6336  df-fn 6337  df-f 6338  df-f1 6339  df-fo 6340  df-f1o 6341  df-fv 6342  df-isom 6343  df-riota 7098  df-ov 7143  df-oprab 7144  df-mpo 7145  df-of 7394  df-om 7566  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-wrecs 7934  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-1o 8089  df-oadd 8093  df-er 8276  df-map 8395  df-pm 8396  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-fin 8500  df-sup 8894  df-inf 8895  df-oi 8962  df-card 9356  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11626  df-2 11688  df-3 11689  df-n0 11886  df-z 11970  df-uz 12232  df-rp 12378  df-fz 12886  df-fzo 13029  df-fl 13157  df-seq 13365  df-exp 13426  df-hash 13687  df-cj 14449  df-re 14450  df-im 14451  df-sqrt 14585  df-abs 14586  df-clim 14836  df-rlim 14837  df-sum 15034  df-0p 24272  df-ply 24783  df-coe 24785  df-dgr 24786 This theorem is referenced by:  coe1term  24854  dgr1term  24855
 Copyright terms: Public domain W3C validator