Theorem coemul 25765

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 2732	. . . . . 6 ⊢ (deg‘𝐹) = (deg‘𝐹)
4		eqid 2732	. . . . . 6 ⊢ (deg‘𝐺) = (deg‘𝐺)
5	1, 2, 3, 4	coemullem 25763	. . . . 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 6893	. . 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 7416	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (0...𝑛) = (0...𝑁))
9		fvoveq1 7431	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (𝐵‘(𝑛 − 𝑘)) = (𝐵‘(𝑁 − 𝑘)))
10	9	oveq2d 7424	. . . . . 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 15651	. . . 4 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘))) = Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))))
13		eqid 2732	. . . 4 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘)))) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑛)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑛 − 𝑘))))
14		sumex 15633	. . . 4 ⊢ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐴‘𝑘) · (𝐵‘(𝑁 − 𝑘))) ∈ V
15	12, 13, 14	fvmpt 6998	. . 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 2792	. 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 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   class class class wbr 5148   ↦ cmpt 5231  ‘cfv 6543  (class class class)co 7408   ∘_f cof 7667  0cc0 11109   + caddc 11112   · cmul 11114   ≤ cle 11248   − cmin 11443  ℕ₀cn0 12471  ...cfz 13483  Σcsu 15631  Polycply 25697  coeffccoe 25699  degcdgr 25700

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  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 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-inf2 9635  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-pre-sup 11187

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7669  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-er 8702  df-map 8821  df-pm 8822  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-sup 9436  df-inf 9437  df-oi 9504  df-card 9933  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11871  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-n0 12472  df-z 12558  df-uz 12822  df-rp 12974  df-fz 13484  df-fzo 13627  df-fl 13756  df-seq 13966  df-exp 14027  df-hash 14290  df-cj 15045  df-re 15046  df-im 15047  df-sqrt 15181  df-abs 15182  df-clim 15431  df-rlim 15432  df-sum 15632  df-0p 25186  df-ply 25701  df-coe 25703  df-dgr 25704

This theorem is referenced by:  coemulhi  25767  coemulc  25768  vieta1lem2  25823  plymulx0  33553