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

Theorem dvnply2 26215
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 6817 . . . . . 6 (𝑥 = 0 → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) = ((ℂ D𝑛 𝐹)‘0))
21eleq1d 2814 . . . . 5 (𝑥 = 0 → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) ∈ (Poly‘𝑆) ↔ ((ℂ D𝑛 𝐹)‘0) ∈ (Poly‘𝑆)))
32imbi2d 340 . . . 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 6817 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑛 → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) = ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛))
54eleq1d 2814 . . . . 5 (𝑥 = 𝑛 → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) ∈ (Poly‘𝑆) ↔ ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛) ∈ (Poly‘𝑆)))
65imbi2d 340 . . . 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 6817 . . . . . 6 (𝑥 = (𝑛 + 1) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) = ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)))
87eleq1d 2814 . . . . 5 (𝑥 = (𝑛 + 1) → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) ∈ (Poly‘𝑆) ↔ ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) ∈ (Poly‘𝑆)))
98imbi2d 340 . . . 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 6817 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑁 → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) = ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑁))
1110eleq1d 2814 . . . . 5 (𝑥 = 𝑁 → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) ∈ (Poly‘𝑆) ↔ ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑁) ∈ (Poly‘𝑆)))
1211imbi2d 340 . . . 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 3955 . . . . . 6 ℂ ⊆ ℂ
14 cnex 11079 . . . . . . 7 ℂ ∈ V
15 plyf 26123 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
1615adantl 481 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
17 fpmg 8787 . . . . . . 7 ((ℂ ∈ V ∧ ℂ ∈ V ∧ 𝐹:ℂ⟶ℂ) → 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm ℂ))
1814, 14, 16, 17mp3an12i 1467 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm ℂ))
19 dvn0 25846 . . . . . 6 ((ℂ ⊆ ℂ ∧ 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm ℂ)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘0) = 𝐹)
2013, 18, 19sylancr 587 . . . . 5 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘0) = 𝐹)
21 simpr 484 . . . . 5 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆))
2220, 21eqeltrd 2829 . . . 4 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘0) ∈ (Poly‘𝑆))
23 dvply2g 26212 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛) ∈ (Poly‘𝑆)) → (ℂ D ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛)) ∈ (Poly‘𝑆))
2423ex 412 . . . . . . . 8 (𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛) ∈ (Poly‘𝑆) → (ℂ D ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛)) ∈ (Poly‘𝑆)))
2524ad2antrr 726 . . . . . . 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 25847 . . . . . . . . . 10 ((ℂ ⊆ ℂ ∧ 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm ℂ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) = (ℂ D ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛)))
2713, 26mp3an1 1450 . . . . . . . . 9 ((𝐹 ∈ (ℂ ↑pm ℂ) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) = (ℂ D ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛)))
2818, 27sylan 580 . . . . . . . 8 (((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) = (ℂ D ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛)))
2928eleq1d 2814 . . . . . . 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 259 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛) ∈ (Poly‘𝑆) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) ∈ (Poly‘𝑆)))
3130expcom 413 . . . . 5 (𝑛 ∈ ℕ0 → ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → (((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛) ∈ (Poly‘𝑆) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)) ∈ (Poly‘𝑆))))
3231a2d 29 . . . 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 12560 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑁) ∈ (Poly‘𝑆)))
3433impcom 407 . 2 (((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑁) ∈ (Poly‘𝑆))
35343impa 1109 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 395  w3a 1086   = wceq 1541  wcel 2110  Vcvv 3434  wss 3900  wf 6473  cfv 6477  (class class class)co 7341  pm cpm 8746  cc 10996  0cc0 10998  1c1 10999   + caddc 11001  0cn0 12373  SubRingcsubrg 20477  fldccnfld 21284   D cdv 25784   D𝑛 cdvn 25785  Polycply 26109
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2179  ax-ext 2702  ax-rep 5215  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5301  ax-pr 5368  ax-un 7663  ax-inf2 9526  ax-cnex 11054  ax-resscn 11055  ax-1cn 11056  ax-icn 11057  ax-addcl 11058  ax-addrcl 11059  ax-mulcl 11060  ax-mulrcl 11061  ax-mulcom 11062  ax-addass 11063  ax-mulass 11064  ax-distr 11065  ax-i2m1 11066  ax-1ne0 11067  ax-1rid 11068  ax-rnegex 11069  ax-rrecex 11070  ax-cnre 11071  ax-pre-lttri 11072  ax-pre-lttrn 11073  ax-pre-ltadd 11074  ax-pre-mulgt0 11075  ax-pre-sup 11076  ax-addf 11077
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3344  df-reu 3345  df-rab 3394  df-v 3436  df-sbc 3740  df-csb 3849  df-dif 3903  df-un 3905  df-in 3907  df-ss 3917  df-pss 3920  df-nul 4282  df-if 4474  df-pw 4550  df-sn 4575  df-pr 4577  df-tp 4579  df-op 4581  df-uni 4858  df-int 4896  df-iun 4941  df-iin 4942  df-br 5090  df-opab 5152  df-mpt 5171  df-tr 5197  df-id 5509  df-eprel 5514  df-po 5522  df-so 5523  df-fr 5567  df-se 5568  df-we 5569  df-xp 5620  df-rel 5621  df-cnv 5622  df-co 5623  df-dm 5624  df-rn 5625  df-res 5626  df-ima 5627  df-pred 6244  df-ord 6305  df-on 6306  df-lim 6307  df-suc 6308  df-iota 6433  df-fun 6479  df-fn 6480  df-f 6481  df-f1 6482  df-fo 6483  df-f1o 6484  df-fv 6485  df-isom 6486  df-riota 7298  df-ov 7344  df-oprab 7345  df-mpo 7346  df-of 7605  df-om 7792  df-1st 7916  df-2nd 7917  df-supp 8086  df-frecs 8206  df-wrecs 8237  df-recs 8286  df-rdg 8324  df-1o 8380  df-2o 8381  df-er 8617  df-map 8747  df-pm 8748  df-ixp 8817  df-en 8865  df-dom 8866  df-sdom 8867  df-fin 8868  df-fsupp 9241  df-fi 9290  df-sup 9321  df-inf 9322  df-oi 9391  df-card 9824  df-pnf 11140  df-mnf 11141  df-xr 11142  df-ltxr 11143  df-le 11144  df-sub 11338  df-neg 11339  df-div 11767  df-nn 12118  df-2 12180  df-3 12181  df-4 12182  df-5 12183  df-6 12184  df-7 12185  df-8 12186  df-9 12187  df-n0 12374  df-z 12461  df-dec 12581  df-uz 12725  df-q 12839  df-rp 12883  df-xneg 13003  df-xadd 13004  df-xmul 13005  df-icc 13244  df-fz 13400  df-fzo 13547  df-fl 13688  df-seq 13901  df-exp 13961  df-hash 14230  df-cj 14998  df-re 14999  df-im 15000  df-sqrt 15134  df-abs 15135  df-clim 15387  df-rlim 15388  df-sum 15586  df-struct 17050  df-sets 17067  df-slot 17085  df-ndx 17097  df-base 17113  df-ress 17134  df-plusg 17166  df-mulr 17167  df-starv 17168  df-sca 17169  df-vsca 17170  df-ip 17171  df-tset 17172  df-ple 17173  df-ds 17175  df-unif 17176  df-hom 17177  df-cco 17178  df-rest 17318  df-topn 17319  df-0g 17337  df-gsum 17338  df-topgen 17339  df-pt 17340  df-prds 17343  df-xrs 17398  df-qtop 17403  df-imas 17404  df-xps 17406  df-mre 17480  df-mrc 17481  df-acs 17483  df-mgm 18540  df-sgrp 18619  df-mnd 18635  df-submnd 18684  df-grp 18841  df-minusg 18842  df-mulg 18973  df-subg 19028  df-cntz 19222  df-cmn 19687  df-abl 19688  df-mgp 20052  df-rng 20064  df-ur 20093  df-ring 20146  df-cring 20147  df-subrng 20454  df-subrg 20478  df-psmet 21276  df-xmet 21277  df-met 21278  df-bl 21279  df-mopn 21280  df-fbas 21281  df-fg 21282  df-cnfld 21285  df-top 22802  df-topon 22819  df-topsp 22841  df-bases 22854  df-cld 22927  df-ntr 22928  df-cls 22929  df-nei 23006  df-lp 23044  df-perf 23045  df-cn 23135  df-cnp 23136  df-haus 23223  df-tx 23470  df-hmeo 23663  df-fil 23754  df-fm 23846  df-flim 23847  df-flf 23848  df-xms 24228  df-ms 24229  df-tms 24230  df-cncf 24791  df-0p 25591  df-limc 25787  df-dv 25788  df-dvn 25789  df-ply 26113  df-coe 26115  df-dgr 26116
This theorem is referenced by:  dvnply  26216  taylthlem2  26302  taylthlem2OLD  26303
  Copyright terms: Public domain W3C validator