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 33868
Description: Evaluation of a univariate polynomial of degree 3. (Contributed by Thierry Arnoux, 14-Jun-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
evl1deg1.1 𝑃 = (Poly1𝑅)
evl1deg1.2 𝑂 = (eval1𝑅)
evl1deg1.3 𝐾 = (Base‘𝑅)
evl1deg1.4 𝑈 = (Base‘𝑃)
evl1deg1.5 · = (.r𝑅)
evl1deg1.6 + = (+g𝑅)
evl1deg2.p = (.g‘(mulGrp‘𝑅))
evl1deg3.f 𝐹 = (coe1𝑀)
evl1deg3.e 𝐸 = (deg1𝑅)
evl1deg3.a 𝐴 = (𝐹‘3)
evl1deg3.b 𝐵 = (𝐹‘2)
evl1deg3.c 𝐶 = (𝐹‘1)
evl1deg3.d 𝐷 = (𝐹‘0)
evl1deg3.r (𝜑𝑅 ∈ CRing)
evl1deg3.m (𝜑𝑀𝑈)
evl1deg3.1 (𝜑 → (𝐸𝑀) = 3)
evl1deg3.x (𝜑𝑋𝐾)
Assertion
Ref Expression
evl1deg3 (𝜑 → ((𝑂𝑀)‘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 7418 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑋 → (𝑘 𝑥) = (𝑘 𝑋))
21oveq2d 7426 . . . . 5 (𝑥 = 𝑋 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑥)) = ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))
32mpteq2dv 5205 . . . 4 (𝑥 = 𝑋 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑥))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))))
43oveq2d 7426 . . 3 (𝑥 = 𝑋 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑥)))) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))))
5 evl1deg1.2 . . . 4 𝑂 = (eval1𝑅)
6 evl1deg1.1 . . . 4 𝑃 = (Poly1𝑅)
7 evl1deg1.3 . . . 4 𝐾 = (Base‘𝑅)
8 evl1deg1.4 . . . 4 𝑈 = (Base‘𝑃)
9 evl1deg3.r . . . 4 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
10 evl1deg3.m . . . 4 (𝜑𝑀𝑈)
11 evl1deg1.5 . . . 4 · = (.r𝑅)
12 evl1deg2.p . . . 4 = (.g‘(mulGrp‘𝑅))
13 evl1deg3.f . . . 4 𝐹 = (coe1𝑀)
145, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13evl1fpws 33854 . . 3 (𝜑 → (𝑂𝑀) = (𝑥𝐾 ↦ (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑥))))))
15 evl1deg3.x . . 3 (𝜑𝑋𝐾)
16 ovexd 7445 . . 3 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) ∈ V)
174, 14, 15, 16fvmptd4 7014 . 2 (𝜑 → ((𝑂𝑀)‘𝑋) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))))
18 eqid 2763 . . 3 (0g𝑅) = (0g𝑅)
19 evl1deg1.6 . . 3 + = (+g𝑅)
209crngringd 20323 . . . 4 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
2120ringcmnd 20363 . . 3 (𝜑𝑅 ∈ CMnd)
22 nn0ex 12505 . . . 4 0 ∈ V
2322a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℕ0 ∈ V)
2420adantr 485 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑅 ∈ Ring)
2513, 8, 6, 7coe1fvalcl 22372 . . . . 5 ((𝑀𝑈𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹𝑘) ∈ 𝐾)
2610, 25sylan 591 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹𝑘) ∈ 𝐾)
27 eqid 2763 . . . . . 6 (mulGrp‘𝑅) = (mulGrp‘𝑅)
2827, 7mgpbas 20216 . . . . 5 𝐾 = (Base‘(mulGrp‘𝑅))
2927ringmgp 20316 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
3020, 29syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
3130adantr 485 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
32 simpr 489 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
3315adantr 485 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑋𝐾)
3428, 12, 31, 32, 33mulgnn0cld 19156 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 𝑋) ∈ 𝐾)
357, 11, 24, 26, 34ringcld 20334 . . 3 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) ∈ 𝐾)
36 fvexd 6896 . . . 4 (𝜑 → (0g𝑅) ∈ V)
37 fveq2 6881 . . . . 5 (𝑘 = 𝑗 → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑗))
38 oveq1 7417 . . . . 5 (𝑘 = 𝑗 → (𝑘 𝑋) = (𝑗 𝑋))
3937, 38oveq12d 7428 . . . 4 (𝑘 = 𝑗 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)))
40 breq1 5112 . . . . . . 7 (𝑖 = (𝐸𝑀) → (𝑖 < 𝑗 ↔ (𝐸𝑀) < 𝑗))
4140imbi1d 344 . . . . . 6 (𝑖 = (𝐸𝑀) → ((𝑖 < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)) ↔ ((𝐸𝑀) < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅))))
4241ralbidv 3188 . . . . 5 (𝑖 = (𝐸𝑀) → (∀𝑗 ∈ ℕ0 (𝑖 < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)) ↔ ∀𝑗 ∈ ℕ0 ((𝐸𝑀) < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅))))
43 evl1deg3.1 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐸𝑀) = 3)
44 3nn0 12517 . . . . . . 7 3 ∈ ℕ0
4544a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 3 ∈ ℕ0)
4643, 45eqeltrd 2863 . . . . 5 (𝜑 → (𝐸𝑀) ∈ ℕ0)
4710ad2antrr 738 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑀𝑈)
48 simplr 780 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑗 ∈ ℕ0)
49 simpr 489 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝐸𝑀) < 𝑗)
50 evl1deg3.e . . . . . . . . . . 11 𝐸 = (deg1𝑅)
5150, 6, 8, 18, 13deg1lt 26254 . . . . . . . . . 10 ((𝑀𝑈𝑗 ∈ ℕ0 ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝐹𝑗) = (0g𝑅))
5247, 48, 49, 51syl3anc 1398 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝐹𝑗) = (0g𝑅))
5352oveq1d 7425 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = ((0g𝑅) · (𝑗 𝑋)))
5420ad2antrr 738 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑅 ∈ Ring)
5554, 29syl 18 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
5615ad2antrr 738 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑋𝐾)
5728, 12, 55, 48, 56mulgnn0cld 19156 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝑗 𝑋) ∈ 𝐾)
587, 11, 18, 54, 57ringlzd 20374 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → ((0g𝑅) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅))
5953, 58eqtrd 2798 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅))
6059ex 417 . . . . . 6 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((𝐸𝑀) < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)))
6160ralrimiva 3157 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑗 ∈ ℕ0 ((𝐸𝑀) < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)))
6242, 46, 61rspcedvdw 3584 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑖 ∈ ℕ0𝑗 ∈ ℕ0 (𝑖 < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)))
6336, 35, 39, 62mptnn0fsuppd 14030 . . 3 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))) finSupp (0g𝑅))
64 fzouzdisj 13720 . . . 4 ((0..^4) ∩ (ℤ‘4)) = ∅
6564a1i 11 . . 3 (𝜑 → ((0..^4) ∩ (ℤ‘4)) = ∅)
66 nn0uz 12895 . . . . 5 0 = (ℤ‘0)
67 4nn0 12518 . . . . . . 7 4 ∈ ℕ0
6867, 66eleqtri 2861 . . . . . 6 4 ∈ (ℤ‘0)
69 fzouzsplit 13719 . . . . . 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 0 = ((0..^4) ∪ (ℤ‘4))
7271a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℕ0 = ((0..^4) ∪ (ℤ‘4)))
737, 18, 19, 21, 23, 35, 63, 65, 72gsumsplit2 19994 . 2 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = ((𝑅 Σg (𝑘 ∈ (0..^4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))))))
74 fzofi 14006 . . . . . 6 (0..^4) ∈ Fin
7574a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^4) ∈ Fin)
76 fzo0ssnn0 13771 . . . . . . . 8 (0..^4) ⊆ ℕ0
7776a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^4) ⊆ ℕ0)
7877sselda 3937 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^4)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
7978, 35syldan 602 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^4)) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) ∈ 𝐾)
80 0ne2 12445 . . . . . . 7 0 ≠ 2
81 1ne2 12446 . . . . . . 7 1 ≠ 2
82 0re 11205 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ
83 3pos 12344 . . . . . . . 8 0 < 3
8482, 83ltneii 11318 . . . . . . 7 0 ≠ 3
85 1re 11203 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
86 1lt3 12411 . . . . . . . 8 1 < 3
8785, 86ltneii 11318 . . . . . . 7 1 ≠ 3
88 disjpr2 4679 . . . . . . 7 (((0 ≠ 2 ∧ 1 ≠ 2) ∧ (0 ≠ 3 ∧ 1 ≠ 3)) → ({0, 1} ∩ {2, 3}) = ∅)
8980, 81, 84, 87, 88mp4an 705 . . . . . 6 ({0, 1} ∩ {2, 3}) = ∅
9089a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → ({0, 1} ∩ {2, 3}) = ∅)
91 fzo0to42pr 13778 . . . . . 6 (0..^4) = ({0, 1} ∪ {2, 3})
9291a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^4) = ({0, 1} ∪ {2, 3}))
937, 19, 21, 75, 79, 90, 92gsummptfidmsplit 19995 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (0..^4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = ((𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))))))
9410adantr 485 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 𝑀𝑈)
95 uzss 12880 . . . . . . . . . . . . 13 (4 ∈ (ℤ‘0) → (ℤ‘4) ⊆ (ℤ‘0))
9668, 95ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (ℤ‘4) ⊆ (ℤ‘0)
9796, 66sseqtrri 3986 . . . . . . . . . . 11 (ℤ‘4) ⊆ ℕ0
9897a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℤ‘4) ⊆ ℕ0)
9998sselda 3937 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
10043adantr 485 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝐸𝑀) = 3)
101 3p1e4 12380 . . . . . . . . . . . . . 14 (3 + 1) = 4
102101fveq2i 6884 . . . . . . . . . . . . 13 (ℤ‘(3 + 1)) = (ℤ‘4)
103102eleq2i 2855 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (ℤ‘(3 + 1)) ↔ 𝑘 ∈ (ℤ‘4))
104 3z 12622 . . . . . . . . . . . . 13 3 ∈ ℤ
105 eluzp1l 12884 . . . . . . . . . . . . 13 ((3 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘(3 + 1))) → 3 < 𝑘)
106104, 105mpan 702 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (ℤ‘(3 + 1)) → 3 < 𝑘)
107103, 106sylbir 238 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ (ℤ‘4) → 3 < 𝑘)
108107adantl 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 3 < 𝑘)
109100, 108eqbrtrd 5133 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝐸𝑀) < 𝑘)
11050, 6, 8, 18, 13deg1lt 26254 . . . . . . . . 9 ((𝑀𝑈𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐸𝑀) < 𝑘) → (𝐹𝑘) = (0g𝑅))
11194, 99, 109, 110syl3anc 1398 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝐹𝑘) = (0g𝑅))
112111oveq1d 7425 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((0g𝑅) · (𝑘 𝑋)))
11320adantr 485 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 𝑅 ∈ Ring)
114113, 29syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
11515adantr 485 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 𝑋𝐾)
11628, 12, 114, 99, 115mulgnn0cld 19156 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝑘 𝑋) ∈ 𝐾)
1177, 11, 18, 113, 116ringlzd 20374 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → ((0g𝑅) · (𝑘 𝑋)) = (0g𝑅))
118112, 117eqtrd 2798 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = (0g𝑅))
119118mpteq2dva 5204 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))) = (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅)))
120119oveq2d 7426 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅))))
12193, 120oveq12d 7428 . . 3 (𝜑 → ((𝑅 Σg (𝑘 ∈ (0..^4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))))) = (((𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅)))))
122 0nn0 12514 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℕ0
123122a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℕ0)
124 1nn0 12515 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℕ0
125124a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 1 ∈ ℕ0)
126 0ne1 12307 . . . . . . . . 9 0 ≠ 1
127126a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≠ 1)
12813, 8, 6, 7coe1fvalcl 22372 . . . . . . . . . 10 ((𝑀𝑈 ∧ 0 ∈ ℕ0) → (𝐹‘0) ∈ 𝐾)
12910, 122, 128sylancl 597 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘0) ∈ 𝐾)
13028, 12, 30, 123, 15mulgnn0cld 19156 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (0 𝑋) ∈ 𝐾)
1317, 11, 20, 129, 130ringcld 20334 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐹‘0) · (0 𝑋)) ∈ 𝐾)
13213, 8, 6, 7coe1fvalcl 22372 . . . . . . . . . 10 ((𝑀𝑈 ∧ 1 ∈ ℕ0) → (𝐹‘1) ∈ 𝐾)
13310, 124, 132sylancl 597 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘1) ∈ 𝐾)
13428, 12, 30, 125, 15mulgnn0cld 19156 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 𝑋) ∈ 𝐾)
1357, 11, 20, 133, 134ringcld 20334 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐹‘1) · (1 𝑋)) ∈ 𝐾)
136 fveq2 6881 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘0))
137 oveq1 7417 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → (𝑘 𝑋) = (0 𝑋))
138136, 137oveq12d 7428 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 0 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((𝐹‘0) · (0 𝑋)))
139 fveq2 6881 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 1 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘1))
140 oveq1 7417 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 1 → (𝑘 𝑋) = (1 𝑋))
141139, 140oveq12d 7428 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 1 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((𝐹‘1) · (1 𝑋)))
1427, 19, 138, 141gsumpr 20020 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CMnd ∧ (0 ∈ ℕ0 ∧ 1 ∈ ℕ0 ∧ 0 ≠ 1) ∧ (((𝐹‘0) · (0 𝑋)) ∈ 𝐾 ∧ ((𝐹‘1) · (1 𝑋)) ∈ 𝐾)) → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = (((𝐹‘0) · (0 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 𝑋))))
14321, 123, 125, 127, 131, 135, 142syl132anc 1415 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = (((𝐹‘0) · (0 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 𝑋))))
144 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 (1r𝑅) = (1r𝑅)
145 evl1deg3.d . . . . . . . . . . 11 𝐷 = (𝐹‘0)
146145, 129eqeltrid 2867 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐷𝐾)
1477, 11, 144, 20, 146ringridmd 20352 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐷 · (1r𝑅)) = 𝐷)
148147oveq1d 7425 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐷 · (1r𝑅)) + (𝐶 · 𝑋)) = (𝐷 + (𝐶 · 𝑋)))
149145a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐷 = (𝐹‘0))
15027, 144ringidval 20260 . . . . . . . . . . . . 13 (1r𝑅) = (0g‘(mulGrp‘𝑅))
15128, 150, 12mulg0 19135 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋𝐾 → (0 𝑋) = (1r𝑅))
15215, 151syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (0 𝑋) = (1r𝑅))
153152eqcomd 2769 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1r𝑅) = (0 𝑋))
154149, 153oveq12d 7428 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐷 · (1r𝑅)) = ((𝐹‘0) · (0 𝑋)))
155 evl1deg3.c . . . . . . . . . . 11 𝐶 = (𝐹‘1)
156155a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐶 = (𝐹‘1))
15728, 12mulg1 19142 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋𝐾 → (1 𝑋) = 𝑋)
15815, 157syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 𝑋) = 𝑋)
159158eqcomd 2769 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑋 = (1 𝑋))
160156, 159oveq12d 7428 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 · 𝑋) = ((𝐹‘1) · (1 𝑋)))
161154, 160oveq12d 7428 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐷 · (1r𝑅)) + (𝐶 · 𝑋)) = (((𝐹‘0) · (0 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 𝑋))))
162160, 135eqeltrd 2863 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 · 𝑋) ∈ 𝐾)
1637, 19ringcom 20359 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐷𝐾 ∧ (𝐶 · 𝑋) ∈ 𝐾) → (𝐷 + (𝐶 · 𝑋)) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
16420, 146, 162, 163syl3anc 1398 . . . . . . . 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} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
167 2nn0 12516 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℕ0
168167a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
169 2re 12310 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
170 2lt3 12409 . . . . . . . . . 10 2 < 3
171169, 170ltneii 11318 . . . . . . . . 9 2 ≠ 3
172171a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ≠ 3)
173 evl1deg3.b . . . . . . . . . 10 𝐵 = (𝐹‘2)
17413, 8, 6, 7coe1fvalcl 22372 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀𝑈 ∧ 2 ∈ ℕ0) → (𝐹‘2) ∈ 𝐾)
17510, 167, 174sylancl 597 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹‘2) ∈ 𝐾)
176173, 175eqeltrid 2867 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐵𝐾)
17728, 12, 30, 168, 15mulgnn0cld 19156 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 𝑋) ∈ 𝐾)
1787, 11, 20, 176, 177ringcld 20334 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐵 · (2 𝑋)) ∈ 𝐾)
179 evl1deg3.a . . . . . . . . . 10 𝐴 = (𝐹‘3)
18013, 8, 6, 7coe1fvalcl 22372 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀𝑈 ∧ 3 ∈ ℕ0) → (𝐹‘3) ∈ 𝐾)
18110, 44, 180sylancl 597 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹‘3) ∈ 𝐾)
182179, 181eqeltrid 2867 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴𝐾)
18328, 12, 30, 45, 15mulgnn0cld 19156 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (3 𝑋) ∈ 𝐾)
1847, 11, 20, 182, 183ringcld 20334 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 · (3 𝑋)) ∈ 𝐾)
185 fveq2 6881 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 2 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘2))
186185, 173eqtr4di 2816 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝐹𝑘) = 𝐵)
187 oveq1 7417 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝑘 𝑋) = (2 𝑋))
188186, 187oveq12d 7428 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 2 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = (𝐵 · (2 𝑋)))
189 fveq2 6881 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 3 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘3))
190189, 179eqtr4di 2816 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝐹𝑘) = 𝐴)
191 oveq1 7417 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝑘 𝑋) = (3 𝑋))
192190, 191oveq12d 7428 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 3 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = (𝐴 · (3 𝑋)))
1937, 19, 188, 192gsumpr 20020 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CMnd ∧ (2 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0 ∧ 2 ≠ 3) ∧ ((𝐵 · (2 𝑋)) ∈ 𝐾 ∧ (𝐴 · (3 𝑋)) ∈ 𝐾)) → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = ((𝐵 · (2 𝑋)) + (𝐴 · (3 𝑋))))
19421, 168, 45, 172, 178, 184, 193syl132anc 1415 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = ((𝐵 · (2 𝑋)) + (𝐴 · (3 𝑋))))
1957, 19cmncom 19863 . . . . . . . 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 1398 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐵 · (2 𝑋)) + (𝐴 · (3 𝑋))) = ((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))))
197194, 196eqtrd 2798 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = ((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))))
198166, 197oveq12d 7428 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))))) = (((𝐶 · 𝑋) + 𝐷) + ((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋)))))
1999crnggrpd 20324 . . . . . . 7 (𝜑𝑅 ∈ Grp)
2007, 19, 199, 162, 146grpcld 19009 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷) ∈ 𝐾)
2017, 19, 199, 184, 178grpcld 19009 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) ∈ 𝐾)
2027, 19cmncom 19863 . . . . . 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 1398 . . . . 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} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))))) = (((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
205199grpmndd 19008 . . . . 5 (𝜑𝑅 ∈ Mnd)
206 fvexd 6896 . . . . 5 (𝜑 → (ℤ‘4) ∈ V)
20718gsumz 18890 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Mnd ∧ (ℤ‘4) ∈ V) → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅))) = (0g𝑅))
208205, 206, 207syl2anc 595 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅))) = (0g𝑅))
209204, 208oveq12d 7428 . . 3 (𝜑 → (((𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅)))) = ((((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)) + (0g𝑅)))
2107, 19, 199, 201, 200grpcld 19009 . . . 4 (𝜑 → (((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)) ∈ 𝐾)
2117, 19, 18, 199, 210grpridd 19032 . . 3 (𝜑 → ((((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)) + (0g𝑅)) = (((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
212121, 209, 2113eqtrd 2802 . 2 (𝜑 → ((𝑅 Σg (𝑘 ∈ (0..^4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) + (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))))) = (((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
21317, 73, 2123eqtrd 2802 1 (𝜑 → ((𝑂𝑀)‘𝑋) = (((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 400   = wceq 1570  wcel 2143  wne 2958  wral 3079  Vcvv 3455  cun 3903  cin 3904  wss 3905  c0 4286  {cpr 4591   class class class wbr 5109  cmpt 5192  cfv 6536  (class class class)co 7410  Fincfn 8939  0cc0 11095  1c1 11096   + caddc 11098   < clt 11238  2c2 12290  3c3 12291  4c4 12292  0cn0 12499  cz 12586  cuz 12857  ..^cfzo 13678  Basecbs 17264  +gcplusg 17305  .rcmulr 17306  0gc0g 17487   Σg cgsu 17488  Mndcmnd 18787  .gcmg 19128  CMndccmn 19845  mulGrpcmgp 20211  1rcur 20258  Ringcrg 20310  CRingccrg 20311  Poly1cpl1 22337  coe1cco1 22338  eval1ce1 22474  deg1cdg1 26211
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-cnex 11151  ax-resscn 11152  ax-1cn 11153  ax-icn 11154  ax-addcl 11155  ax-addrcl 11156  ax-mulcl 11157  ax-mulrcl 11158  ax-mulcom 11159  ax-addass 11160  ax-mulass 11161  ax-distr 11162  ax-i2m1 11163  ax-1ne0 11164  ax-1rid 11165  ax-rnegex 11166  ax-rrecex 11167  ax-cnre 11168  ax-pre-lttri 11169  ax-pre-lttrn 11170  ax-pre-ltadd 11171  ax-pre-mulgt0 11172  ax-pre-sup 11173  ax-addf 11174
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-tp 4594  df-op 4596  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  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-ofr 7675  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-supp 8153  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-er 8690  df-map 8822  df-pm 8823  df-ixp 8892  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-fsupp 9318  df-sup 9398  df-oi 9468  df-card 9921  df-pnf 11240  df-mnf 11241  df-xr 11242  df-ltxr 11243  df-le 11244  df-sub 11438  df-neg 11439  df-nn 12229  df-2 12298  df-3 12299  df-4 12300  df-5 12301  df-6 12302  df-7 12303  df-8 12304  df-9 12305  df-n0 12500  df-z 12587  df-dec 12707  df-uz 12858  df-fz 13531  df-fzo 13679  df-seq 14034  df-hash 14363  df-struct 17202  df-sets 17219  df-slot 17237  df-ndx 17249  df-base 17265  df-ress 17286  df-plusg 17318  df-mulr 17319  df-starv 17320  df-sca 17321  df-vsca 17322  df-ip 17323  df-tset 17324  df-ple 17325  df-ds 17327  df-unif 17328  df-hom 17329  df-cco 17330  df-0g 17489  df-gsum 17490  df-prds 17495  df-pws 17497  df-mre 17633  df-mrc 17634  df-acs 17636  df-mgm 18693  df-sgrp 18772  df-mnd 18788  df-mhm 18836  df-submnd 18837  df-grp 18998  df-minusg 18999  df-sbg 19000  df-mulg 19129  df-subg 19184  df-ghm 19279  df-cntz 19382  df-cmn 19847  df-abl 19848  df-mgp 20212  df-rng 20226  df-ur 20259  df-srg 20264  df-ring 20312  df-cring 20313  df-rhm 20550  df-subrng 20645  df-subrg 20669  df-lmod 20983  df-lss 21053  df-lsp 21093  df-cnfld 21523  df-assa 22003  df-asp 22004  df-ascl 22005  df-psr 22059  df-mvr 22060  df-mpl 22061  df-opsr 22063  df-evls 22225  df-evl 22226  df-psr1 22340  df-vr1 22341  df-ply1 22342  df-coe1 22343  df-evls1 22475  df-evl1 22476  df-mdeg 26212  df-deg1 26213
This theorem is referenced by:  2sqr3minply  34170
  Copyright terms: Public domain W3C validator