Theorem coemul 26311

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 2740	. . . . . 6 ⊢ (deg‘𝐹) = (deg‘𝐹)
4		eqid 2740	. . . . . 6 ⊢ (deg‘𝐺) = (deg‘𝐺)
5	1, 2, 3, 4	coemullem 26309	. . . . 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 6922	. . 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 7456	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (0...𝑛) = (0...𝑁))
9		fvoveq1 7471	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (𝐵‘(𝑛 − 𝑘)) = (𝐵‘(𝑁 − 𝑘)))
10	9	oveq2d 7464	. . . . . 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 15754	. . . 4 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘))) = Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))))
13		eqid 2740	. . . 4 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘)))) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘))))
14		sumex 15736	. . . 4 ⊢ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))) ∈ V
15	12, 13, 14	fvmpt 7029	. . 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 2800	. 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 1110	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 1087   = wceq 1537   ∈ wcel 2108   class class class wbr 5166   ↦ cmpt 5249  ‘cfv 6573  (class class class)co 7448   ∘_f cof 7712  0cc0 11184   + caddc 11187   · cmul 11189   ≤ cle 11325   − cmin 11520  ℕ₀cn0 12553  ...cfz 13567  Σcsu 15734  Polycply 26243  coeffccoe 26245  degcdgr 26246

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-rep 5303  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770  ax-inf2 9710  ax-cnex 11240  ax-resscn 11241  ax-1cn 11242  ax-icn 11243  ax-addcl 11244  ax-addrcl 11245  ax-mulcl 11246  ax-mulrcl 11247  ax-mulcom 11248  ax-addass 11249  ax-mulass 11250  ax-distr 11251  ax-i2m1 11252  ax-1ne0 11253  ax-1rid 11254  ax-rnegex 11255  ax-rrecex 11256  ax-cnre 11257  ax-pre-lttri 11258  ax-pre-lttrn 11259  ax-pre-ltadd 11260  ax-pre-mulgt0 11261  ax-pre-sup 11262

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-nel 3053  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rmo 3388  df-reu 3389  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-pss 3996  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-op 4655  df-uni 4932  df-int 4971  df-iun 5017  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-tr 5284  df-id 5593  df-eprel 5599  df-po 5607  df-so 5608  df-fr 5652  df-se 5653  df-we 5654  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-pred 6332  df-ord 6398  df-on 6399  df-lim 6400  df-suc 6401  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-f1 6578  df-fo 6579  df-f1o 6580  df-fv 6581  df-isom 6582  df-riota 7404  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-of 7714  df-om 7904  df-1st 8030  df-2nd 8031  df-frecs 8322  df-wrecs 8353  df-recs 8427  df-rdg 8466  df-1o 8522  df-er 8763  df-map 8886  df-pm 8887  df-en 9004  df-dom 9005  df-sdom 9006  df-fin 9007  df-sup 9511  df-inf 9512  df-oi 9579  df-card 10008  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11522  df-neg 11523  df-div 11948  df-nn 12294  df-2 12356  df-3 12357  df-n0 12554  df-z 12640  df-uz 12904  df-rp 13058  df-fz 13568  df-fzo 13712  df-fl 13843  df-seq 14053  df-exp 14113  df-hash 14380  df-cj 15148  df-re 15149  df-im 15150  df-sqrt 15284  df-abs 15285  df-clim 15534  df-rlim 15535  df-sum 15735  df-0p 25724  df-ply 26247  df-coe 26249  df-dgr 26250

This theorem is referenced by:  coemulhi  26313  coemulc  26314  vieta1lem2  26371  plymulx0  34524