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

Theorem coeeq 26341
Description: If 𝐴 satisfies the properties of the coefficient function, it must be equal to the coefficient function. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Jul-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Aug-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
coeeq.1 (𝜑𝐹 ∈ (Poly‘𝑆))
coeeq.2 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
coeeq.3 (𝜑𝐴:ℕ0⟶ℂ)
coeeq.4 (𝜑 → (𝐴 “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0})
coeeq.5 (𝜑𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘))))
Assertion
Ref Expression
coeeq (𝜑 → (coeff‘𝐹) = 𝐴)
Distinct variable groups:   𝑧,𝑘,𝐴   𝑘,𝑁,𝑧
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑧,𝑘)   𝑆(𝑧,𝑘)   𝐹(𝑧,𝑘)

Proof of Theorem coeeq
Dummy variables 𝑎 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 coeeq.1 . . 3 (𝜑𝐹 ∈ (Poly‘𝑆))
2 coeval 26337 . . 3 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → (coeff‘𝐹) = (𝑎 ∈ (ℂ ↑m0)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))))))
31, 2syl 18 . 2 (𝜑 → (coeff‘𝐹) = (𝑎 ∈ (ℂ ↑m0)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))))))
4 coeeq.2 . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
5 coeeq.4 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0})
6 coeeq.5 . . . 4 (𝜑𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘))))
7 fvoveq1 7423 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑁 → (ℤ‘(𝑛 + 1)) = (ℤ‘(𝑁 + 1)))
87imaeq2d 6052 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑁 → (𝐴 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = (𝐴 “ (ℤ‘(𝑁 + 1))))
98eqeq1d 2767 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑁 → ((𝐴 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ↔ (𝐴 “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0}))
10 oveq2 7408 . . . . . . . . 9 (𝑛 = 𝑁 → (0...𝑛) = (0...𝑁))
1110sumeq1d 15739 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑁 → Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)))
1211mpteq2dv 5198 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑁 → (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘))) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘))))
1312eqeq2d 2776 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑁 → (𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘))) ↔ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)))))
149, 13anbi12d 643 . . . . 5 (𝑛 = 𝑁 → (((𝐴 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)))) ↔ ((𝐴 “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘))))))
1514rspcev 3584 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ ((𝐴 “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘))))) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝐴 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)))))
164, 5, 6, 15syl12anc 849 . . 3 (𝜑 → ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝐴 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)))))
17 coeeq.3 . . . . 5 (𝜑𝐴:ℕ0⟶ℂ)
18 cnex 11169 . . . . . 6 ℂ ∈ V
19 nn0ex 12498 . . . . . 6 0 ∈ V
2018, 19elmap 8857 . . . . 5 (𝐴 ∈ (ℂ ↑m0) ↔ 𝐴:ℕ0⟶ℂ)
2117, 20sylibr 237 . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ (ℂ ↑m0))
22 coeeu 26339 . . . . 5 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → ∃!𝑎 ∈ (ℂ ↑m0)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)))))
231, 22syl 18 . . . 4 (𝜑 → ∃!𝑎 ∈ (ℂ ↑m0)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)))))
24 imaeq1 6047 . . . . . . . 8 (𝑎 = 𝐴 → (𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = (𝐴 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))))
2524eqeq1d 2767 . . . . . . 7 (𝑎 = 𝐴 → ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ↔ (𝐴 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0}))
26 fveq1 6870 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 = 𝐴 → (𝑎𝑘) = (𝐴𝑘))
2726oveq1d 7415 . . . . . . . . . 10 (𝑎 = 𝐴 → ((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)) = ((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)))
2827sumeq2sdv 15742 . . . . . . . . 9 (𝑎 = 𝐴 → Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)))
2928mpteq2dv 5198 . . . . . . . 8 (𝑎 = 𝐴 → (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘))))
3029eqeq2d 2776 . . . . . . 7 (𝑎 = 𝐴 → (𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))) ↔ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)))))
3125, 30anbi12d 643 . . . . . 6 (𝑎 = 𝐴 → (((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)))) ↔ ((𝐴 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘))))))
3231rexbidv 3189 . . . . 5 (𝑎 = 𝐴 → (∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)))) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝐴 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘))))))
3332riota2 7382 . . . 4 ((𝐴 ∈ (ℂ ↑m0) ∧ ∃!𝑎 ∈ (ℂ ↑m0)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))))) → (∃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))
3421, 23, 33syl2anc 595 . . 3 (𝜑 → (∃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))
3516, 34mpbid 235 . 2 (𝜑 → (𝑎 ∈ (ℂ ↑m0)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))))) = 𝐴)
363, 35eqtrd 2800 1 (𝜑 → (coeff‘𝐹) = 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 400   = wceq 1563  wcel 2145  wrex 3089  ∃!wreu 3368  {csn 4585  cmpt 5185  cima 5654  wf 6521  cfv 6525  crio 7356  (class class class)co 7400  m cmap 8812  cc 11086  0cc0 11088  1c1 11089   + caddc 11091   · cmul 11093  0cn0 12492  cuz 12850  ...cfz 13523  cexp 14085  Σcsu 15725  Polycply 26298  coeffccoe 26300
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1818  ax-4 1832  ax-5 1933  ax-6 1990  ax-7 2031  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2737  ax-rep 5231  ax-sep 5250  ax-nul 5260  ax-pow 5326  ax-pr 5394  ax-un 7722  ax-inf2 9598  ax-cnex 11144  ax-resscn 11145  ax-1cn 11146  ax-icn 11147  ax-addcl 11148  ax-addrcl 11149  ax-mulcl 11150  ax-mulrcl 11151  ax-mulcom 11152  ax-addass 11153  ax-mulass 11154  ax-distr 11155  ax-i2m1 11156  ax-1ne0 11157  ax-1rid 11158  ax-rnegex 11159  ax-rrecex 11160  ax-cnre 11161  ax-pre-lttri 11162  ax-pre-lttrn 11163  ax-pre-ltadd 11164  ax-pre-mulgt0 11165  ax-pre-sup 11166
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1566  df-fal 1576  df-ex 1803  df-nf 1807  df-sb 2094  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3418  df-v 3459  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3910  df-un 3912  df-in 3914  df-ss 3924  df-pss 3927  df-nul 4289  df-if 4484  df-pw 4560  df-sn 4586  df-pr 4588  df-op 4592  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5105  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6291  df-ord 6352  df-on 6353  df-lim 6354  df-suc 6355  df-iota 6481  df-fun 6527  df-fn 6528  df-f 6529  df-f1 6530  df-fo 6531  df-f1o 6532  df-fv 6533  df-isom 6534  df-riota 7357  df-ov 7403  df-oprab 7404  df-mpo 7405  df-of 7664  df-om 7851  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8346  df-rdg 8385  df-1o 8441  df-er 8682  df-map 8814  df-pm 8815  df-en 8932  df-dom 8933  df-sdom 8934  df-fin 8935  df-sup 9390  df-inf 9391  df-oi 9460  df-card 9913  df-pnf 11233  df-mnf 11234  df-xr 11235  df-ltxr 11236  df-le 11237  df-sub 11431  df-neg 11432  df-div 11860  df-nn 12222  df-2 12291  df-3 12292  df-n0 12493  df-z 12580  df-uz 12851  df-rp 13005  df-fz 13524  df-fzo 13671  df-fl 13813  df-seq 14026  df-exp 14086  df-hash 14355  df-cj 15138  df-re 15139  df-im 15140  df-sqrt 15274  df-abs 15275  df-clim 15527  df-rlim 15528  df-sum 15726  df-0p 25786  df-ply 26302  df-coe 26304
This theorem is referenced by:  dgrlem  26343  coeidlem  26351  coeeq2  26356  dgreq  26358  coeaddlem  26363  coemullem  26364  coe1termlem  26372  coecj  26392  coecjOLD  26394  basellem2  27200  aacllem  50431
  Copyright terms: Public domain W3C validator