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

Theorem dvnply2 26195
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 6858 . . . . . 6 (𝑥 = 0 → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) = ((ℂ D𝑛 𝐹)‘0))
21eleq1d 2813 . . . . 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 6858 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑛 → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) = ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑛))
54eleq1d 2813 . . . . 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 6858 . . . . . 6 (𝑥 = (𝑛 + 1) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) = ((ℂ D𝑛 𝐹)‘(𝑛 + 1)))
87eleq1d 2813 . . . . 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 6858 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑁 → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑥) = ((ℂ D𝑛 𝐹)‘𝑁))
1110eleq1d 2813 . . . . 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 3969 . . . . . 6 ℂ ⊆ ℂ
14 cnex 11149 . . . . . . 7 ℂ ∈ V
15 plyf 26103 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
1615adantl 481 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
17 fpmg 8841 . . . . . . 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 25826 . . . . . 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 2828 . . . 4 ((𝑆 ∈ (SubRing‘ℂfld) ∧ 𝐹 ∈ (Poly‘𝑆)) → ((ℂ D𝑛 𝐹)‘0) ∈ (Poly‘𝑆))
23 dvply2g 26192 . . . . . . . . 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 25827 . . . . . . . . . 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 2813 . . . . . . 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 12629 . . 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 1540  wcel 2109  Vcvv 3447  wss 3914  wf 6507  cfv 6511  (class class class)co 7387  pm cpm 8800  cc 11066  0cc0 11068  1c1 11069   + caddc 11071  0cn0 12442  SubRingcsubrg 20478  fldccnfld 21264   D cdv 25764   D𝑛 cdvn 25765  Polycply 26089
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-inf2 9594  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145  ax-pre-sup 11146  ax-addf 11147
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-tp 4594  df-op 4596  df-uni 4872  df-int 4911  df-iun 4957  df-iin 4958  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-se 5592  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-isom 6520  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-of 7653  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-supp 8140  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-1o 8434  df-2o 8435  df-er 8671  df-map 8801  df-pm 8802  df-ixp 8871  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-fin 8922  df-fsupp 9313  df-fi 9362  df-sup 9393  df-inf 9394  df-oi 9463  df-card 9892  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-div 11836  df-nn 12187  df-2 12249  df-3 12250  df-4 12251  df-5 12252  df-6 12253  df-7 12254  df-8 12255  df-9 12256  df-n0 12443  df-z 12530  df-dec 12650  df-uz 12794  df-q 12908  df-rp 12952  df-xneg 13072  df-xadd 13073  df-xmul 13074  df-icc 13313  df-fz 13469  df-fzo 13616  df-fl 13754  df-seq 13967  df-exp 14027  df-hash 14296  df-cj 15065  df-re 15066  df-im 15067  df-sqrt 15201  df-abs 15202  df-clim 15454  df-rlim 15455  df-sum 15653  df-struct 17117  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-ress 17201  df-plusg 17233  df-mulr 17234  df-starv 17235  df-sca 17236  df-vsca 17237  df-ip 17238  df-tset 17239  df-ple 17240  df-ds 17242  df-unif 17243  df-hom 17244  df-cco 17245  df-rest 17385  df-topn 17386  df-0g 17404  df-gsum 17405  df-topgen 17406  df-pt 17407  df-prds 17410  df-xrs 17465  df-qtop 17470  df-imas 17471  df-xps 17473  df-mre 17547  df-mrc 17548  df-acs 17550  df-mgm 18567  df-sgrp 18646  df-mnd 18662  df-submnd 18711  df-grp 18868  df-minusg 18869  df-mulg 19000  df-subg 19055  df-cntz 19249  df-cmn 19712  df-abl 19713  df-mgp 20050  df-rng 20062  df-ur 20091  df-ring 20144  df-cring 20145  df-subrng 20455  df-subrg 20479  df-psmet 21256  df-xmet 21257  df-met 21258  df-bl 21259  df-mopn 21260  df-fbas 21261  df-fg 21262  df-cnfld 21265  df-top 22781  df-topon 22798  df-topsp 22820  df-bases 22833  df-cld 22906  df-ntr 22907  df-cls 22908  df-nei 22985  df-lp 23023  df-perf 23024  df-cn 23114  df-cnp 23115  df-haus 23202  df-tx 23449  df-hmeo 23642  df-fil 23733  df-fm 23825  df-flim 23826  df-flf 23827  df-xms 24208  df-ms 24209  df-tms 24210  df-cncf 24771  df-0p 25571  df-limc 25767  df-dv 25768  df-dvn 25769  df-ply 26093  df-coe 26095  df-dgr 26096
This theorem is referenced by:  dvnply  26196  taylthlem2  26282  taylthlem2OLD  26283
  Copyright terms: Public domain W3C validator