Theorem coemul 25413

Description: A coefficient of a product of polynomials. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Jul-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
coefv0.1	⊢ 𝐴 = (coeff‘𝐹)
coeadd.2	⊢ 𝐵 = (coeff‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
coemul	⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝐺 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((coeff‘(𝐹 ∘f · 𝐺))‘𝑁) = Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐵,𝑘   𝑘,𝐹   𝑘,𝐺   𝑘,𝑁   𝑆,𝑘

Proof of Theorem coemul

Dummy variable 𝑛 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		coefv0.1	. . . . . 6 ⊢ 𝐴 = (coeff‘𝐹)
2		coeadd.2	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (coeff‘𝐺)
3		eqid 2738	. . . . . 6 ⊢ (deg‘𝐹) = (deg‘𝐹)
4		eqid 2738	. . . . . 6 ⊢ (deg‘𝐺) = (deg‘𝐺)
5	1, 2, 3, 4	coemullem 25411	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝐺 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((coeff‘(𝐹 ∘f · 𝐺)) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘)))) ∧ (deg‘(𝐹 ∘f · 𝐺)) ≤ ((deg‘𝐹) + (deg‘𝐺))))
6	5	simpld 495	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝐺 ∈ (Poly‘𝑆)) → (coeff‘(𝐹 ∘f · 𝐺)) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘)))))
7	6	fveq1d 6776	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝐺 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((coeff‘(𝐹 ∘f · 𝐺))‘𝑁) = ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘))))‘𝑁))
8		oveq2 7283	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (0...𝑛) = (0...𝑁))
9		fvoveq1 7298	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (𝐵‘(𝑛 − 𝑘)) = (𝐵‘(𝑁 − 𝑘)))
10	9	oveq2d 7291	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → ((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘))) = ((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))))
11	10	adantr 481	. . . . 5 ⊢ ((𝑛 = 𝑁 ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑛)) → ((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘))) = ((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))))
12	8, 11	sumeq12dv 15418	. . . 4 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘))) = Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))))
13		eqid 2738	. . . 4 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘)))) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘))))
14		sumex 15399	. . . 4 ⊢ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))) ∈ V
15	12, 13, 14	fvmpt 6875	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘))))‘𝑁) = Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))))
16	7, 15	sylan9eq 2798	. 2 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝐺 ∈ (Poly‘𝑆)) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((coeff‘(𝐹 ∘f · 𝐺))‘𝑁) = Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))))
17	16	3impa 1109	1 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝐺 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((coeff‘(𝐹 ∘f · 𝐺))‘𝑁) = Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1086   = wceq 1539   ∈ wcel 2106   class class class wbr 5074   ↦ cmpt 5157  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275   ∘_f cof 7531  0cc0 10871   + caddc 10874   · cmul 10876   ≤ cle 11010   − cmin 11205  ℕ₀cn0 12233  ...cfz 13239  Σcsu 15397  Polycply 25345  coeffccoe 25347  degcdgr 25348

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-inf2 9399  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948  ax-pre-sup 10949

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-se 5545  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-isom 6442  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-of 7533  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-er 8498  df-map 8617  df-pm 8618  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-sup 9201  df-inf 9202  df-oi 9269  df-card 9697  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-div 11633  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-n0 12234  df-z 12320  df-uz 12583  df-rp 12731  df-fz 13240  df-fzo 13383  df-fl 13512  df-seq 13722  df-exp 13783  df-hash 14045  df-cj 14810  df-re 14811  df-im 14812  df-sqrt 14946  df-abs 14947  df-clim 15197  df-rlim 15198  df-sum 15398  df-0p 24834  df-ply 25349  df-coe 25351  df-dgr 25352

This theorem is referenced by:  coemulhi  25415  coemulc  25416  vieta1lem2  25471  plymulx0  32526