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

Theorem coelem 24323
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 24320 . . 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 24322 . . . 4 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → ∃!𝑎 ∈ (ℂ ↑𝑚0)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ∧ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)))))
3 riotacl2 6852 . . . 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 2878 . 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 5678 . . . . . 6 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → (𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = ((coeff‘𝐹) “ (ℤ‘(𝑛 + 1))))
76eqeq1d 2801 . . . . 5 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → ((𝑎 “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0} ↔ ((coeff‘𝐹) “ (ℤ‘(𝑛 + 1))) = {0}))
8 fveq1 6410 . . . . . . . . 9 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → (𝑎𝑘) = ((coeff‘𝐹)‘𝑘))
98oveq1d 6893 . . . . . . . 8 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → ((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)) = (((coeff‘𝐹)‘𝑘) · (𝑧𝑘)))
109sumeq2sdv 14776 . . . . . . 7 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)(((coeff‘𝐹)‘𝑘) · (𝑧𝑘)))
1110mpteq2dv 4938 . . . . . 6 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)(((coeff‘𝐹)‘𝑘) · (𝑧𝑘))))
1211eqeq2d 2809 . . . . 5 (𝑎 = (coeff‘𝐹) → (𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝑎𝑘) · (𝑧𝑘))) ↔ 𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)(((coeff‘𝐹)‘𝑘) · (𝑧𝑘)))))
137, 12anbi12d 625 . . . 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 3233 . . 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 3556 . 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 210 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 385   = wceq 1653  wcel 2157  wrex 3090  ∃!wreu 3091  {crab 3093  {csn 4368  cmpt 4922  cima 5315  cfv 6101  crio 6838  (class class class)co 6878  𝑚 cmap 8095  cc 10222  0cc0 10224  1c1 10225   + caddc 10227   · cmul 10229  0cn0 11580  cuz 11930  ...cfz 12580  cexp 13114  Σcsu 14757  Polycply 24281  coeffccoe 24283
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2377  ax-ext 2777  ax-rep 4964  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5097  ax-un 7183  ax-inf2 8788  ax-cnex 10280  ax-resscn 10281  ax-1cn 10282  ax-icn 10283  ax-addcl 10284  ax-addrcl 10285  ax-mulcl 10286  ax-mulrcl 10287  ax-mulcom 10288  ax-addass 10289  ax-mulass 10290  ax-distr 10291  ax-i2m1 10292  ax-1ne0 10293  ax-1rid 10294  ax-rnegex 10295  ax-rrecex 10296  ax-cnre 10297  ax-pre-lttri 10298  ax-pre-lttrn 10299  ax-pre-ltadd 10300  ax-pre-mulgt0 10301  ax-pre-sup 10302  ax-addf 10303
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-fal 1667  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2591  df-eu 2609  df-clab 2786  df-cleq 2792  df-clel 2795  df-nfc 2930  df-ne 2972  df-nel 3075  df-ral 3094  df-rex 3095  df-reu 3096  df-rmo 3097  df-rab 3098  df-v 3387  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-pss 3785  df-nul 4116  df-if 4278  df-pw 4351  df-sn 4369  df-pr 4371  df-tp 4373  df-op 4375  df-uni 4629  df-int 4668  df-iun 4712  df-br 4844  df-opab 4906  df-mpt 4923  df-tr 4946  df-id 5220  df-eprel 5225  df-po 5233  df-so 5234  df-fr 5271  df-se 5272  df-we 5273  df-xp 5318  df-rel 5319  df-cnv 5320  df-co 5321  df-dm 5322  df-rn 5323  df-res 5324  df-ima 5325  df-pred 5898  df-ord 5944  df-on 5945  df-lim 5946  df-suc 5947  df-iota 6064  df-fun 6103  df-fn 6104  df-f 6105  df-f1 6106  df-fo 6107  df-f1o 6108  df-fv 6109  df-isom 6110  df-riota 6839  df-ov 6881  df-oprab 6882  df-mpt2 6883  df-of 7131  df-om 7300  df-1st 7401  df-2nd 7402  df-wrecs 7645  df-recs 7707  df-rdg 7745  df-1o 7799  df-oadd 7803  df-er 7982  df-map 8097  df-pm 8098  df-en 8196  df-dom 8197  df-sdom 8198  df-fin 8199  df-sup 8590  df-inf 8591  df-oi 8657  df-card 9051  df-pnf 10365  df-mnf 10366  df-xr 10367  df-ltxr 10368  df-le 10369  df-sub 10558  df-neg 10559  df-div 10977  df-nn 11313  df-2 11376  df-3 11377  df-n0 11581  df-z 11667  df-uz 11931  df-rp 12075  df-fz 12581  df-fzo 12721  df-fl 12848  df-seq 13056  df-exp 13115  df-hash 13371  df-cj 14180  df-re 14181  df-im 14182  df-sqrt 14316  df-abs 14317  df-clim 14560  df-rlim 14561  df-sum 14758  df-0p 23778  df-ply 24285  df-coe 24287
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator