Theorem coemul 25318

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 25316	. . . . 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 494	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝐺 ∈ (Poly‘𝑆)) → (coeff‘(𝐹 ∘f · 𝐺)) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘)))))
7	6	fveq1d 6758	. . 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 7263	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (0...𝑛) = (0...𝑁))
9		fvoveq1 7278	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (𝐵‘(𝑛 − 𝑘)) = (𝐵‘(𝑁 − 𝑘)))
10	9	oveq2d 7271	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → ((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘))) = ((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))))
11	10	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝑛 = 𝑁 ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑛)) → ((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘))) = ((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))))
12	8, 11	sumeq12dv 15346	. . . 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 15327	. . . 4 ⊢ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))) ∈ V
15	12, 13, 14	fvmpt 6857	. . 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 2799	. 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 1108	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 395   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2108   class class class wbr 5070   ↦ cmpt 5153  ‘cfv 6418  (class class class)co 7255   ∘_f cof 7509  0cc0 10802   + caddc 10805   · cmul 10807   ≤ cle 10941   − cmin 11135  ℕ₀cn0 12163  ...cfz 13168  Σcsu 15325  Polycply 25250  coeffccoe 25252  degcdgr 25253

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-inf2 9329  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879  ax-pre-sup 10880

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-int 4877  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-se 5536  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-isom 6427  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-of 7511  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-er 8456  df-map 8575  df-pm 8576  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-sup 9131  df-inf 9132  df-oi 9199  df-card 9628  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-div 11563  df-nn 11904  df-2 11966  df-3 11967  df-n0 12164  df-z 12250  df-uz 12512  df-rp 12660  df-fz 13169  df-fzo 13312  df-fl 13440  df-seq 13650  df-exp 13711  df-hash 13973  df-cj 14738  df-re 14739  df-im 14740  df-sqrt 14874  df-abs 14875  df-clim 15125  df-rlim 15126  df-sum 15326  df-0p 24739  df-ply 25254  df-coe 25256  df-dgr 25257

This theorem is referenced by:  coemulhi  25320  coemulc  25321  vieta1lem2  25376  plymulx0  32426