MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dvnply2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dvnply2 26427
Description: Polynomials have polynomials as derivatives of all orders. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Jan-2017.)
Assertion
Ref Expression
dvnply2 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑁) ∈ (Poly‘𝑆))

Proof of Theorem dvnply2
Dummy variables 𝑥 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fveq2 6881 . . . . . 6 (𝑥 = 0 → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) = ((ℂ D𝑛 𝐹)‘0))
21eleq1d 2846 . . . . 5 (𝑥 = 0 → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) ∈ (Poly‘𝑆) ↔ ((ℂ D𝑛 𝐹)‘0) ∈ (Poly‘𝑆)))
32imbi2d 343 . . . 4 (𝑥 = 0 → (((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) ∈ (Poly‘𝑆)) ↔ ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘0) ∈ (Poly‘𝑆))))
4 fveq2 6881 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑛 → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) = ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛))
54eleq1d 2846 . . . . 5 (𝑥 = 𝑛 → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) ∈ (Poly‘𝑆) ↔ ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛) ∈ (Poly‘𝑆)))
65imbi2d 343 . . . 4 (𝑥 = 𝑛 → (((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) ∈ (Poly‘𝑆)) ↔ ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛) ∈ (Poly‘𝑆))))
7 fveq2 6881 . . . . . 6 (𝑥 = (𝑛 + 1) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) = ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)))
87eleq1d 2846 . . . . 5 (𝑥 = (𝑛 + 1) → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) ∈ (Poly‘𝑆) ↔ ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) ∈ (Poly‘𝑆)))
98imbi2d 343 . . . 4 (𝑥 = (𝑛 + 1) → (((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) ∈ (Poly‘𝑆)) ↔ ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) ∈ (Poly‘𝑆))))
10 fveq2 6881 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑁 → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) = ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑁))
1110eleq1d 2846 . . . . 5 (𝑥 = 𝑁 → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) ∈ (Poly‘𝑆) ↔ ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑁) ∈ (Poly‘𝑆)))
1211imbi2d 343 . . . 4 (𝑥 = 𝑁 → (((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) ∈ (Poly‘𝑆)) ↔ ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑁) ∈ (Poly‘𝑆))))
13 ssid 3958 . . . . . 6 ℂ ⊆ ℂ
14 cnex 11180 . . . . . . 7 ℂ ∈ V
15 plyf 26334 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
1615adantl 486 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
17 fpmg 8865 . . . . . . 7 ((ℂ ∈ V ∧ ℂ ∈ V ∧ 𝐹:ℂ⟶ℂ) → 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm ℂ))
1814, 14, 16, 17mp3an12i 1492 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm ℂ))
19 dvn0 26062 . . . . . 6 ((ℂ ⊆ ℂ ∧ 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm ℂ)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘0) = 𝐹)
2013, 18, 19sylancr 598 . . . . 5 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘0) = 𝐹)
21 simpr 489 . . . . 5 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆))
2220, 21eqeltrd 2861 . . . 4 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘0) ∈ (Poly‘𝑆))
23 dvply2g 26425 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛) ∈ (Poly‘𝑆)) → (ℂ D ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛)) ∈ (Poly‘𝑆))
2423ex 417 . . . . . . . 8 (𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛) ∈ (Poly‘𝑆) → (ℂ D ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛)) ∈ (Poly‘𝑆)))
2524ad2antrr 738 . . . . . . 7 (((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛) ∈ (Poly‘𝑆) → (ℂ D ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛)) ∈ (Poly‘𝑆)))
26 dvnp1 26063 . . . . . . . . . 10 ((ℂ ⊆ ℂ ∧ 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm ℂ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) = (ℂ D ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛)))
2713, 26mp3an1 1475 . . . . . . . . 9 ((𝐹 ∈ (ℂ ↑pm ℂ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) = (ℂ D ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛)))
2818, 27sylan 591 . . . . . . . 8 (((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) = (ℂ D ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛)))
2928eleq1d 2846 . . . . . . 7 (((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) ∈ (Poly‘𝑆) ↔ (ℂ D ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛)) ∈ (Poly‘𝑆)))
3025, 29sylibrd 262 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛) ∈ (Poly‘𝑆) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) ∈ (Poly‘𝑆)))
3130expcom 418 . . . . 5 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛) ∈ (Poly‘𝑆) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) ∈ (Poly‘𝑆))))
3231a2d 30 . . . 4 (𝑛 ∈ ℕ0 → (((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛) ∈ (Poly‘𝑆)) → ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) ∈ (Poly‘𝑆))))
333, 6, 9, 12, 22, 32nn0ind 12690 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑁) ∈ (Poly‘𝑆)))
3433impcom 412 . 2 (((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑁) ∈ (Poly‘𝑆))
35343impa 1125 1 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑁) ∈ (Poly‘𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 400  w3a 1101   = wceq 1568  wcel 2141  Vcvv 3453  wss 3904  wf 6532  cfv 6536  (class class class)co 7410  pm cpm 8824  cc 11097  0cc0 11099  1c1 11100   + caddc 11102  0cn0 12503  SubRingcsubrg 20653  fldccnfld 21501   D cdv 26001   D𝑛 cdvn 26002  Polycply 26320
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1823  ax-4 1837  ax-5 1938  ax-6 1995  ax-7 2036  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-rep 5237  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-inf2 9609  ax-cnex 11155  ax-resscn 11156  ax-1cn 11157  ax-icn 11158  ax-addcl 11159  ax-addrcl 11160  ax-mulcl 11161  ax-mulrcl 11162  ax-mulcom 11163  ax-addass 11164  ax-mulass 11165  ax-distr 11166  ax-i2m1 11167  ax-1ne0 11168  ax-1rid 11169  ax-rnegex 11170  ax-rrecex 11171  ax-cnre 11172  ax-pre-lttri 11173  ax-pre-lttrn 11174  ax-pre-ltadd 11175  ax-pre-mulgt0 11176  ax-pre-sup 11177  ax-addf 11178
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1571  df-fal 1581  df-ex 1808  df-nf 1812  df-sb 2095  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4595  df-uni 4872  df-int 4912  df-iun 4957  df-iin 4958  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-se 5615  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-of 7674  df-om 7862  df-1st 7985  df-2nd 7986  df-supp 8156  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-1o 8452  df-2o 8453  df-er 8693  df-map 8825  df-pm 8826  df-ixp 8895  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-fin 8946  df-fsupp 9321  df-fi 9370  df-sup 9401  df-inf 9402  df-oi 9471  df-card 9924  df-pnf 11244  df-mnf 11245  df-xr 11246  df-ltxr 11247  df-le 11248  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11871  df-nn 12233  df-2 12302  df-3 12303  df-4 12304  df-5 12305  df-6 12306  df-7 12307  df-8 12308  df-9 12309  df-n0 12504  df-z 12591  df-dec 12711  df-uz 12862  df-q 12972  df-rp 13016  df-xneg 13136  df-xadd 13137  df-xmul 13138  df-icc 13378  df-fz 13535  df-fzo 13683  df-fl 13825  df-seq 14038  df-exp 14098  df-hash 14367  df-cj 15150  df-re 15151  df-im 15152  df-sqrt 15286  df-abs 15287  df-clim 15539  df-rlim 15540  df-sum 15738  df-struct 17206  df-sets 17223  df-slot 17241  df-ndx 17253  df-base 17269  df-ress 17290  df-plusg 17322  df-mulr 17323  df-starv 17324  df-sca 17325  df-vsca 17326  df-ip 17327  df-tset 17328  df-ple 17329  df-ds 17331  df-unif 17332  df-hom 17333  df-cco 17334  df-rest 17474  df-topn 17475  df-0g 17493  df-gsum 17494  df-topgen 17495  df-pt 17496  df-prds 17499  df-xrs 17555  df-qtop 17560  df-imas 17561  df-xps 17563  df-mre 17637  df-mrc 17638  df-acs 17640  df-mgm 18697  df-sgrp 18776  df-mnd 18792  df-submnd 18841  df-grp 19002  df-minusg 19003  df-mulg 19133  df-subg 19188  df-cntz 19386  df-cmn 19851  df-abl 19852  df-mgp 20216  df-rng 20230  df-ur 20263  df-ring 20316  df-cring 20317  df-subrng 20630  df-subrg 20654  df-psmet 21493  df-xmet 21494  df-met 21495  df-bl 21496  df-mopn 21497  df-fbas 21498  df-fg 21499  df-cnfld 21502  df-top 23030  df-topon 23047  df-topsp 23069  df-bases 23082  df-cld 23155  df-ntr 23156  df-cls 23157  df-nei 23234  df-lp 23272  df-perf 23273  df-cn 23363  df-cnp 23364  df-haus 23451  df-tx 23698  df-hmeo 23891  df-fil 23982  df-fm 24074  df-flim 24075  df-flf 24076  df-xms 24456  df-ms 24457  df-tms 24458  df-cncf 25016  df-0p 25808  df-limc 26004  df-dv 26005  df-dvn 26006  df-ply 26324  df-coe 26326  df-dgr 26327
This theorem is referenced by:  dvnply  26428  taylthlem2  26513
  Copyright terms: Public domain W3C validator