Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  evl1deg3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem evl1deg3 34213
Description: Evaluation of a univariate polynomial of degree 3. (Contributed by Thierry Arnoux, 14-Jun-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
evl1deg1.1 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
evl1deg1.2 𝑂 = (eval1‘𝑅)
evl1deg1.3 𝐾 = (Base‘𝑅)
evl1deg1.4 𝑈 = (Base‘𝑃)
evl1deg1.5 · = (.r‘𝑅)
evl1deg1.6 + = (+g‘𝑅)
evl1deg2.p ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝑅))
evl1deg3.f 𝐹 = (coe1‘𝑀)
evl1deg3.e 𝐸 = (deg1‘𝑅)
evl1deg3.a 𝐴 = (𝐹‘3)
evl1deg3.b 𝐵 = (𝐹‘2)
evl1deg3.c 𝐶 = (𝐹‘1)
evl1deg3.d 𝐷 = (𝐹‘0)
evl1deg3.r (𝜑 → 𝑅 ∈ CRing)
evl1deg3.m (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝑈)
evl1deg3.1 (𝜑 → (𝐸‘𝑀) = 3)
evl1deg3.x (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐾)
Assertion
Ref Expression
evl1deg3 (𝜑 → ((𝑂‘𝑀)‘𝑋) = (((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))

Proof of Theorem evl1deg3
Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑘 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 7459 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑋 → (𝑘 ↑ 𝑥) = (𝑘 ↑ 𝑋))
21oveq2d 7467 . . . . 5 (𝑥 = 𝑋 → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑥)) = ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))
32mpteq2dv 5205 . . . 4 (𝑥 = 𝑋 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑥))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋))))
43oveq2d 7467 . . 3 (𝑥 = 𝑋 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑥)))) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))))
5 evl1deg1.2 . . . 4 𝑂 = (eval1‘𝑅)
6 evl1deg1.1 . . . 4 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
7 evl1deg1.3 . . . 4 𝐾 = (Base‘𝑅)
8 evl1deg1.4 . . . 4 𝑈 = (Base‘𝑃)
9 evl1deg3.r . . . 4 (𝜑 → 𝑅 ∈ CRing)
10 evl1deg3.m . . . 4 (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝑈)
11 evl1deg1.5 . . . 4 · = (.r‘𝑅)
12 evl1deg2.p . . . 4 ↑ = (.g‘(mulGrp‘𝑅))
13 evl1deg3.f . . . 4 𝐹 = (coe1‘𝑀)
145, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13evl1fpws 34199 . . 3 (𝜑 → (𝑂‘𝑀) = (𝑥 ∈ 𝐾 ↦ (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑥))))))
15 evl1deg3.x . . 3 (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐾)
16 ovexd 7486 . . 3 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) ∈ V)
174, 14, 15, 16fvmptd4 7049 . 2 (𝜑 → ((𝑂‘𝑀)‘𝑋) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))))
18 eqid 2763 . . 3 (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
19 evl1deg1.6 . . 3 + = (+g‘𝑅)
209crngringd 20524 . . . 4 (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
2120ringcmnd 20564 . . 3 (𝜑 → 𝑅 ∈ CMnd)
22 nn0ex 12652 . . . 4 ℕ0 ∈ V
2322a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℕ0 ∈ V)
2420adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑅 ∈ Ring)
2513, 8, 6, 7coe1fvalcl 22585 . . . . 5 ((𝑀 ∈ 𝑈 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹‘𝑘) ∈ 𝐾)
2610, 25sylan 592 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹‘𝑘) ∈ 𝐾)
27 eqid 2763 . . . . . 6 (mulGrp‘𝑅) = (mulGrp‘𝑅)
2827, 7mgpbas 20416 . . . . 5 𝐾 = (Base‘(mulGrp‘𝑅))
2927ringmgp 20516 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
3020, 29syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
3130adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
32 simpr 490 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
3315adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑋 ∈ 𝐾)
3428, 12, 31, 32, 33mulgnn0cld 19355 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ 𝐾)
357, 11, 24, 26, 34ringcld 20535 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾)
36 fvexd 6931 . . . 4 (𝜑 → (0g‘𝑅) ∈ V)
37 fveq2 6916 . . . . 5 (𝑘 = 𝑗 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑗))
38 oveq1 7458 . . . . 5 (𝑘 = 𝑗 → (𝑘 ↑ 𝑋) = (𝑗 ↑ 𝑋))
3937, 38oveq12d 7469 . . . 4 (𝑘 = 𝑗 → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = ((𝐹‘𝑗) · (𝑗 ↑ 𝑋)))
40 breq1 5111 . . . . . . 7 (𝑖 = (𝐸‘𝑀) → (𝑖 < 𝑗 ↔ (𝐸‘𝑀) < 𝑗))
4140imbi1d 344 . . . . . 6 (𝑖 = (𝐸‘𝑀) → ((𝑖 < 𝑗 → ((𝐹‘𝑗) · (𝑗 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅)) ↔ ((𝐸‘𝑀) < 𝑗 → ((𝐹‘𝑗) · (𝑗 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅))))
4241ralbidv 3189 . . . . 5 (𝑖 = (𝐸‘𝑀) → (∀𝑗 ∈ ℕ0 (𝑖 < 𝑗 → ((𝐹‘𝑗) · (𝑗 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅)) ↔ ∀𝑗 ∈ ℕ0 ((𝐸‘𝑀) < 𝑗 → ((𝐹‘𝑗) · (𝑗 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅))))
43 evl1deg3.1 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐸‘𝑀) = 3)
44 3nn0 12664 . . . . . . 7 3 ∈ ℕ0
4544a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 3 ∈ ℕ0)
4643, 45eqeltrd 2864 . . . . 5 (𝜑 → (𝐸‘𝑀) ∈ ℕ0)
4710ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → 𝑀 ∈ 𝑈)
48 simplr 781 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → 𝑗 ∈ ℕ0)
49 simpr 490 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → (𝐸‘𝑀) < 𝑗)
50 evl1deg3.e . . . . . . . . . . 11 𝐸 = (deg1‘𝑅)
5150, 6, 8, 18, 13deg1lt 26470 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ 𝑈 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0 ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → (𝐹‘𝑗) = (0g‘𝑅))
5247, 48, 49, 51syl3anc 1399 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → (𝐹‘𝑗) = (0g‘𝑅))
5352oveq1d 7466 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → ((𝐹‘𝑗) · (𝑗 ↑ 𝑋)) = ((0g‘𝑅) · (𝑗 ↑ 𝑋)))
5420ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → 𝑅 ∈ Ring)
5554, 29syl 18 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
5615ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → 𝑋 ∈ 𝐾)
5728, 12, 55, 48, 56mulgnn0cld 19355 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → (𝑗 ↑ 𝑋) ∈ 𝐾)
587, 11, 18, 54, 57ringlzd 20577 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → ((0g‘𝑅) · (𝑗 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅))
5953, 58eqtrd 2798 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → ((𝐹‘𝑗) · (𝑗 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅))
6059ex 418 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) → ((𝐸‘𝑀) < 𝑗 → ((𝐹‘𝑗) · (𝑗 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅)))
6160ralrimiva 3158 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑗 ∈ ℕ0 ((𝐸‘𝑀) < 𝑗 → ((𝐹‘𝑗) · (𝑗 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅)))
6242, 46, 61rspcedvdw 3583 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑖 ∈ ℕ0 ∀𝑗 ∈ ℕ0 (𝑖 < 𝑗 → ((𝐹‘𝑗) · (𝑗 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅)))
6336, 35, 39, 62mptnn0fsuppd 14181 . . 3 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋))) finSupp (0g‘𝑅))
64 fzouzdisj 13870 . . . 4 ((0..^4) ∩ (ℤ≥‘4)) = ∅
6564a1i 11 . . 3 (𝜑 → ((0..^4) ∩ (ℤ≥‘4)) = ∅)
66 nn0uz 13043 . . . . 5 ℕ0 = (ℤ≥‘0)
67 4nn0 12665 . . . . . . 7 4 ∈ ℕ0
6867, 66eleqtri 2862 . . . . . 6 4 ∈ (ℤ≥‘0)
69 fzouzsplit 13869 . . . . . 6 (4 ∈ (ℤ≥‘0) → (ℤ≥‘0) = ((0..^4) ∪ (ℤ≥‘4)))
7068, 69ax-mp 5 . . . . 5 (ℤ≥‘0) = ((0..^4) ∪ (ℤ≥‘4))
7166, 70eqtri 2786 . . . 4 ℕ0 = ((0..^4) ∪ (ℤ≥‘4))
7271a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℕ0 = ((0..^4) ∪ (ℤ≥‘4)))
737, 18, 19, 21, 23, 35, 63, 65, 72gsumsplit2 20194 . 2 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) = ((𝑅 Σg (𝑘 ∈ (0..^4) ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋))))))
74 fzofi 14157 . . . . . 6 (0..^4) ∈ Fin
7574a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^4) ∈ Fin)
76 fzo0ssnn0 13921 . . . . . . . 8 (0..^4) ⊆ ℕ0
7776a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^4) ⊆ ℕ0)
7877sselda 3913 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^4)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
7978, 35syldan 603 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^4)) → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾)
80 0ne2 12592 . . . . . . 7 0 ≠ 2
81 1ne2 12593 . . . . . . 7 1 ≠ 2
82 0re 11349 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ
83 3pos 12491 . . . . . . . 8 0 < 3
8482, 83ltneii 11462 . . . . . . 7 0 ≠ 3
85 1re 11347 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
86 1lt3 12558 . . . . . . . 8 1 < 3
8785, 86ltneii 11462 . . . . . . 7 1 ≠ 3
88 disjpr2 4675 . . . . . . 7 (((0 ≠ 2 ∧ 1 ≠ 2) ∧ (0 ≠ 3 ∧ 1 ≠ 3)) → ({0, 1} ∩ {2, 3}) = ∅)
8980, 81, 84, 87, 88mp4an 706 . . . . . 6 ({0, 1} ∩ {2, 3}) = ∅
9089a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → ({0, 1} ∩ {2, 3}) = ∅)
91 fzo0to42pr 13928 . . . . . 6 (0..^4) = ({0, 1} ∪ {2, 3})
9291a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^4) = ({0, 1} ∪ {2, 3}))
937, 19, 21, 75, 79, 90, 92gsummptfidmsplit 20195 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (0..^4) ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) = ((𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋))))))
9410adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → 𝑀 ∈ 𝑈)
95 uzss 13028 . . . . . . . . . . . . 13 (4 ∈ (ℤ≥‘0) → (ℤ≥‘4) ⊆ (ℤ≥‘0))
9668, 95ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (ℤ≥‘4) ⊆ (ℤ≥‘0)
9796, 66sseqtrri 3962 . . . . . . . . . . 11 (ℤ≥‘4) ⊆ ℕ0
9897a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℤ≥‘4) ⊆ ℕ0)
9998sselda 3913 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
10043adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → (𝐸‘𝑀) = 3)
101 3p1e4 12527 . . . . . . . . . . . . . 14 (3 + 1) = 4
102101fveq2i 6919 . . . . . . . . . . . . 13 (ℤ≥‘(3 + 1)) = (ℤ≥‘4)
103102eleq2i 2856 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (ℤ≥‘(3 + 1)) ↔ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4))
104 3z 12769 . . . . . . . . . . . . 13 3 ∈ ℤ
105 eluzp1l 13032 . . . . . . . . . . . . 13 ((3 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘(3 + 1))) → 3 < 𝑘)
106104, 105mpan 703 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (ℤ≥‘(3 + 1)) → 3 < 𝑘)
107103, 106sylbir 238 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) → 3 < 𝑘)
108107adantl 487 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → 3 < 𝑘)
109100, 108eqbrtrd 5133 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → (𝐸‘𝑀) < 𝑘)
11050, 6, 8, 18, 13deg1lt 26470 . . . . . . . . 9 ((𝑀 ∈ 𝑈 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑘) → (𝐹‘𝑘) = (0g‘𝑅))
11194, 99, 109, 110syl3anc 1399 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → (𝐹‘𝑘) = (0g‘𝑅))
112111oveq1d 7466 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = ((0g‘𝑅) · (𝑘 ↑ 𝑋)))
11320adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → 𝑅 ∈ Ring)
114113, 29syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
11515adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → 𝑋 ∈ 𝐾)
11628, 12, 114, 99, 115mulgnn0cld 19355 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ 𝐾)
1177, 11, 18, 113, 116ringlzd 20577 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → ((0g‘𝑅) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅))
118112, 117eqtrd 2798 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅))
119118mpteq2dva 5204 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋))) = (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ (0g‘𝑅)))
120119oveq2d 7467 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ (0g‘𝑅))))
12193, 120oveq12d 7469 . . 3 (𝜑 → ((𝑅 Σg (𝑘 ∈ (0..^4) ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋))))) = (((𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋))))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ (0g‘𝑅)))))
122 0nn0 12661 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℕ0
123122a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℕ0)
124 1nn0 12662 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℕ0
125124a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 1 ∈ ℕ0)
126 0ne1 12454 . . . . . . . . 9 0 ≠ 1
127126a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≠ 1)
12813, 8, 6, 7coe1fvalcl 22585 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ 𝑈 ∧ 0 ∈ ℕ0) → (𝐹‘0) ∈ 𝐾)
12910, 122, 128sylancl 598 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘0) ∈ 𝐾)
13028, 12, 30, 123, 15mulgnn0cld 19355 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (0 ↑ 𝑋) ∈ 𝐾)
1317, 11, 20, 129, 130ringcld 20535 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐹‘0) · (0 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾)
13213, 8, 6, 7coe1fvalcl 22585 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ 𝑈 ∧ 1 ∈ ℕ0) → (𝐹‘1) ∈ 𝐾)
13310, 124, 132sylancl 598 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘1) ∈ 𝐾)
13428, 12, 30, 125, 15mulgnn0cld 19355 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 ↑ 𝑋) ∈ 𝐾)
1357, 11, 20, 133, 134ringcld 20535 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐹‘1) · (1 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾)
136 fveq2 6916 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘0))
137 oveq1 7458 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → (𝑘 ↑ 𝑋) = (0 ↑ 𝑋))
138136, 137oveq12d 7469 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 0 → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = ((𝐹‘0) · (0 ↑ 𝑋)))
139 fveq2 6916 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 1 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘1))
140 oveq1 7458 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 1 → (𝑘 ↑ 𝑋) = (1 ↑ 𝑋))
141139, 140oveq12d 7469 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 1 → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = ((𝐹‘1) · (1 ↑ 𝑋)))
1427, 19, 138, 141gsumpr 20220 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CMnd ∧ (0 ∈ ℕ0 ∧ 1 ∈ ℕ0 ∧ 0 ≠ 1) ∧ (((𝐹‘0) · (0 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾 ∧ ((𝐹‘1) · (1 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾)) → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) = (((𝐹‘0) · (0 ↑ 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 ↑ 𝑋))))
14321, 123, 125, 127, 131, 135, 142syl132anc 1416 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) = (((𝐹‘0) · (0 ↑ 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 ↑ 𝑋))))
144 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
145 evl1deg3.d . . . . . . . . . . 11 𝐷 = (𝐹‘0)
146145, 129eqeltrid 2868 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝐾)
1477, 11, 144, 20, 146ringridmd 20553 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐷 · (1r‘𝑅)) = 𝐷)
148147oveq1d 7466 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐷 · (1r‘𝑅)) + (𝐶 · 𝑋)) = (𝐷 + (𝐶 · 𝑋)))
149145a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐷 = (𝐹‘0))
15027, 144ringidval 20460 . . . . . . . . . . . . 13 (1r‘𝑅) = (0g‘(mulGrp‘𝑅))
15128, 150, 12mulg0 19334 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋 ∈ 𝐾 → (0 ↑ 𝑋) = (1r‘𝑅))
15215, 151syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (0 ↑ 𝑋) = (1r‘𝑅))
153152eqcomd 2769 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1r‘𝑅) = (0 ↑ 𝑋))
154149, 153oveq12d 7469 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐷 · (1r‘𝑅)) = ((𝐹‘0) · (0 ↑ 𝑋)))
155 evl1deg3.c . . . . . . . . . . 11 𝐶 = (𝐹‘1)
156155a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐶 = (𝐹‘1))
15728, 12mulg1 19341 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋 ∈ 𝐾 → (1 ↑ 𝑋) = 𝑋)
15815, 157syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 ↑ 𝑋) = 𝑋)
159158eqcomd 2769 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑋 = (1 ↑ 𝑋))
160156, 159oveq12d 7469 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 · 𝑋) = ((𝐹‘1) · (1 ↑ 𝑋)))
161154, 160oveq12d 7469 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐷 · (1r‘𝑅)) + (𝐶 · 𝑋)) = (((𝐹‘0) · (0 ↑ 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 ↑ 𝑋))))
162160, 135eqeltrd 2864 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 · 𝑋) ∈ 𝐾)
1637, 19ringcom 20560 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐷 ∈ 𝐾 ∧ (𝐶 · 𝑋) ∈ 𝐾) → (𝐷 + (𝐶 · 𝑋)) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
16420, 146, 162, 163syl3anc 1399 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐷 + (𝐶 · 𝑋)) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
165148, 161, 1643eqtr3d 2806 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐹‘0) · (0 ↑ 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 ↑ 𝑋))) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
166143, 165eqtrd 2798 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
167 2nn0 12663 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℕ0
168167a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
169 2re 12457 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
170 2lt3 12556 . . . . . . . . . 10 2 < 3
171169, 170ltneii 11462 . . . . . . . . 9 2 ≠ 3
172171a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ≠ 3)
173 evl1deg3.b . . . . . . . . . 10 𝐵 = (𝐹‘2)
17413, 8, 6, 7coe1fvalcl 22585 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ 𝑈 ∧ 2 ∈ ℕ0) → (𝐹‘2) ∈ 𝐾)
17510, 167, 174sylancl 598 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹‘2) ∈ 𝐾)
176173, 175eqeltrid 2868 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝐾)
17728, 12, 30, 168, 15mulgnn0cld 19355 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 ↑ 𝑋) ∈ 𝐾)
1787, 11, 20, 176, 177ringcld 20535 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐵 · (2 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾)
179 evl1deg3.a . . . . . . . . . 10 𝐴 = (𝐹‘3)
18013, 8, 6, 7coe1fvalcl 22585 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ 𝑈 ∧ 3 ∈ ℕ0) → (𝐹‘3) ∈ 𝐾)
18110, 44, 180sylancl 598 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹‘3) ∈ 𝐾)
182179, 181eqeltrid 2868 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝐾)
18328, 12, 30, 45, 15mulgnn0cld 19355 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (3 ↑ 𝑋) ∈ 𝐾)
1847, 11, 20, 182, 183ringcld 20535 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾)
185 fveq2 6916 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 2 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘2))
186185, 173eqtr4di 2816 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝐹‘𝑘) = 𝐵)
187 oveq1 7458 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝑘 ↑ 𝑋) = (2 ↑ 𝑋))
188186, 187oveq12d 7469 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 2 → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝐵 · (2 ↑ 𝑋)))
189 fveq2 6916 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 3 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘3))
190189, 179eqtr4di 2816 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
191 oveq1 7458 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝑘 ↑ 𝑋) = (3 ↑ 𝑋))
192190, 191oveq12d 7469 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 3 → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝐴 · (3 ↑ 𝑋)))
1937, 19, 188, 192gsumpr 20220 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CMnd ∧ (2 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0 ∧ 2 ≠ 3) ∧ ((𝐵 · (2 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾 ∧ (𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾)) → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) = ((𝐵 · (2 ↑ 𝑋)) + (𝐴 · (3 ↑ 𝑋))))
19421, 168, 45, 172, 178, 184, 193syl132anc 1416 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) = ((𝐵 · (2 ↑ 𝑋)) + (𝐴 · (3 ↑ 𝑋))))
1957, 19cmncom 20063 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CMnd ∧ (𝐵 · (2 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾 ∧ (𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾) → ((𝐵 · (2 ↑ 𝑋)) + (𝐴 · (3 ↑ 𝑋))) = ((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))))
19621, 178, 184, 195syl3anc 1399 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐵 · (2 ↑ 𝑋)) + (𝐴 · (3 ↑ 𝑋))) = ((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))))
197194, 196eqtrd 2798 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) = ((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))))
198166, 197oveq12d 7469 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋))))) = (((𝐶 · 𝑋) + 𝐷) + ((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋)))))
1999crnggrpd 20525 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑅 ∈ Grp)
2007, 19, 199, 162, 146grpcld 19208 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷) ∈ 𝐾)
2017, 19, 199, 184, 178grpcld 19208 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))) ∈ 𝐾)
2027, 19cmncom 20063 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CMnd ∧ ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷) ∈ 𝐾 ∧ ((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))) ∈ 𝐾) → (((𝐶 · 𝑋) + 𝐷) + ((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋)))) = (((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
20321, 200, 201, 202syl3anc 1399 . . . . 5 (𝜑 → (((𝐶 · 𝑋) + 𝐷) + ((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋)))) = (((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
204198, 203eqtrd 2798 . . . 4 (𝜑 → ((𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋))))) = (((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
205199grpmndd 19207 . . . . 5 (𝜑 → 𝑅 ∈ Mnd)
206 fvexd 6931 . . . . 5 (𝜑 → (ℤ≥‘4) ∈ V)
20718gsumz 19082 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Mnd ∧ (ℤ≥‘4) ∈ V) → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ (0g‘𝑅))) = (0g‘𝑅))
208205, 206, 207syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ (0g‘𝑅))) = (0g‘𝑅))
209204, 208oveq12d 7469 . . 3 (𝜑 → (((𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋))))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ (0g‘𝑅)))) = ((((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)) + (0g‘𝑅)))
2107, 19, 199, 201, 200grpcld 19208 . . . 4 (𝜑 → (((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)) ∈ 𝐾)
2117, 19, 18, 199, 210grpridd 19231 . . 3 (𝜑 → ((((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)) + (0g‘𝑅)) = (((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
212121, 209, 2113eqtrd 2802 . 2 (𝜑 → ((𝑅 Σg (𝑘 ∈ (0..^4) ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋))))) = (((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
21317, 73, 2123eqtrd 2802 1 (𝜑 → ((𝑂‘𝑀)‘𝑋) = (((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900   ∩ cin 4092   ∪ cun 4152  ∅c0 4281  {cpr 4590   class class class wbr 5108   ↦ cmpt 5192  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  Fincfn 9011  0cc0 11239  1c1 11240   + caddc 11242   < clt 11382  2c2 12437  3c3 12438  4c4 12439  ℕ0cn0 12646  ℤcz 12733  ℤ≥cuz 13005  ..^cfzo 13828  Basecbs 17431  +gcplusg 17472  .rcmulr 17473  0gc0g 17660   Σg cgsu 17661  Mndcmnd 18973  .gcmg 19327  CMndccmn 20045  mulGrpcmgp 20411  1rcur 20458  Ringcrg 20510  CRingccrg 20511  Poly1cpl1 22550  coe1cco1 22551  eval1ce1 22687  deg1cdg1 26427
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-pre-sup 11317  ax-addf 11318
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-of 7725  df-ofr 7726  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-supp 8215  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-2o 8515  df-er 8755  df-map 8887  df-pm 8888  df-ixp 8964  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-fsupp 9392  df-sup 9471  df-oi 9541  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-seq 14185  df-hash 14516  df-struct 17369  df-sets 17386  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-ress 17453  df-plusg 17486  df-mulr 17487  df-starv 17488  df-sca 17489  df-vsca 17490  df-ip 17491  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ds 17495  df-unif 17496  df-hom 17497  df-cco 17498  df-euf 17499  df-0g 17662  df-gsum 17663  df-prds 17668  df-pws 17670  df-mre 17806  df-mrc 17807  df-acs 17809  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-mhm 19028  df-submnd 19029  df-grp 19197  df-minusg 19198  df-sbg 19199  df-mulg 19328  df-subg 19383  df-ghm 19478  df-cntz 19582  df-cmn 20047  df-abl 20048  df-mgp 20412  df-rng 20426  df-ur 20459  df-srg 20464  df-ring 20512  df-cring 20513  df-rhm 20753  df-subrng 20849  df-subrg 20873  df-lmod 21188  df-lss 21258  df-lsp 21298  df-cnfld 21730  df-assa 22216  df-asp 22217  df-ascl 22218  df-psr 22272  df-mvr 22273  df-mpl 22274  df-opsr 22276  df-evls 22438  df-evl 22439  df-psr1 22553  df-vr1 22554  df-ply1 22555  df-coe1 22556  df-evls1 22688  df-evl1 22689  df-mdeg 26428  df-deg1 26429
This theorem is used by:  2sqr3minply  34523
  Copyright terms: Public domain W3C validator