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 33553
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 7397 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑋 → (𝑘 𝑥) = (𝑘 𝑋))
21oveq2d 7405 . . . . 5 (𝑥 = 𝑋 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑥)) = ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))
32mpteq2dv 5203 . . . 4 (𝑥 = 𝑋 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑥))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))))
43oveq2d 7405 . . 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 33539 . . 3 (𝜑 → (𝑂𝑀) = (𝑥𝐾 ↦ (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑥))))))
15 evl1deg3.x . . 3 (𝜑𝑋𝐾)
16 ovexd 7424 . . 3 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) ∈ V)
174, 14, 15, 16fvmptd4 6994 . 2 (𝜑 → ((𝑂𝑀)‘𝑋) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))))
18 eqid 2730 . . 3 (0g𝑅) = (0g𝑅)
19 evl1deg1.6 . . 3 + = (+g𝑅)
209crngringd 20161 . . . 4 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
2120ringcmnd 20199 . . 3 (𝜑𝑅 ∈ CMnd)
22 nn0ex 12454 . . . 4 0 ∈ V
2322a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℕ0 ∈ V)
2420adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑅 ∈ Ring)
2513, 8, 6, 7coe1fvalcl 22103 . . . . 5 ((𝑀𝑈𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹𝑘) ∈ 𝐾)
2610, 25sylan 580 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹𝑘) ∈ 𝐾)
27 eqid 2730 . . . . . 6 (mulGrp‘𝑅) = (mulGrp‘𝑅)
2827, 7mgpbas 20060 . . . . 5 𝐾 = (Base‘(mulGrp‘𝑅))
2927ringmgp 20154 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
3020, 29syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
3130adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
32 simpr 484 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
3315adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑋𝐾)
3428, 12, 31, 32, 33mulgnn0cld 19033 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 𝑋) ∈ 𝐾)
357, 11, 24, 26, 34ringcld 20175 . . 3 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) ∈ 𝐾)
36 fvexd 6875 . . . 4 (𝜑 → (0g𝑅) ∈ V)
37 fveq2 6860 . . . . 5 (𝑘 = 𝑗 → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑗))
38 oveq1 7396 . . . . 5 (𝑘 = 𝑗 → (𝑘 𝑋) = (𝑗 𝑋))
3937, 38oveq12d 7407 . . . 4 (𝑘 = 𝑗 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)))
40 breq1 5112 . . . . . . 7 (𝑖 = (𝐸𝑀) → (𝑖 < 𝑗 ↔ (𝐸𝑀) < 𝑗))
4140imbi1d 341 . . . . . 6 (𝑖 = (𝐸𝑀) → ((𝑖 < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)) ↔ ((𝐸𝑀) < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅))))
4241ralbidv 3157 . . . . 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 12466 . . . . . . 7 3 ∈ ℕ0
4544a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 3 ∈ ℕ0)
4643, 45eqeltrd 2829 . . . . 5 (𝜑 → (𝐸𝑀) ∈ ℕ0)
4710ad2antrr 726 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑀𝑈)
48 simplr 768 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑗 ∈ ℕ0)
49 simpr 484 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝐸𝑀) < 𝑗)
50 evl1deg3.e . . . . . . . . . . 11 𝐸 = (deg1𝑅)
5150, 6, 8, 18, 13deg1lt 26008 . . . . . . . . . 10 ((𝑀𝑈𝑗 ∈ ℕ0 ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝐹𝑗) = (0g𝑅))
5247, 48, 49, 51syl3anc 1373 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝐹𝑗) = (0g𝑅))
5352oveq1d 7404 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = ((0g𝑅) · (𝑗 𝑋)))
5420ad2antrr 726 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑅 ∈ Ring)
5554, 29syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
5615ad2antrr 726 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑋𝐾)
5728, 12, 55, 48, 56mulgnn0cld 19033 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝑗 𝑋) ∈ 𝐾)
587, 11, 18, 54, 57ringlzd 20210 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → ((0g𝑅) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅))
5953, 58eqtrd 2765 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅))
6059ex 412 . . . . . 6 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((𝐸𝑀) < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)))
6160ralrimiva 3126 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑗 ∈ ℕ0 ((𝐸𝑀) < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)))
6242, 46, 61rspcedvdw 3594 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑖 ∈ ℕ0𝑗 ∈ ℕ0 (𝑖 < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)))
6336, 35, 39, 62mptnn0fsuppd 13969 . . 3 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))) finSupp (0g𝑅))
64 fzouzdisj 13662 . . . 4 ((0..^4) ∩ (ℤ‘4)) = ∅
6564a1i 11 . . 3 (𝜑 → ((0..^4) ∩ (ℤ‘4)) = ∅)
66 nn0uz 12841 . . . . 5 0 = (ℤ‘0)
67 4nn0 12467 . . . . . . 7 4 ∈ ℕ0
6867, 66eleqtri 2827 . . . . . 6 4 ∈ (ℤ‘0)
69 fzouzsplit 13661 . . . . . 6 (4 ∈ (ℤ‘0) → (ℤ‘0) = ((0..^4) ∪ (ℤ‘4)))
7068, 69ax-mp 5 . . . . 5 (ℤ‘0) = ((0..^4) ∪ (ℤ‘4))
7166, 70eqtri 2753 . . . 4 0 = ((0..^4) ∪ (ℤ‘4))
7271a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℕ0 = ((0..^4) ∪ (ℤ‘4)))
737, 18, 19, 21, 23, 35, 63, 65, 72gsumsplit2 19865 . 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 13945 . . . . . 6 (0..^4) ∈ Fin
7574a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^4) ∈ Fin)
76 fzo0ssnn0 13713 . . . . . . . 8 (0..^4) ⊆ ℕ0
7776a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^4) ⊆ ℕ0)
7877sselda 3948 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^4)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
7978, 35syldan 591 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^4)) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) ∈ 𝐾)
80 0ne2 12394 . . . . . . 7 0 ≠ 2
81 1ne2 12395 . . . . . . 7 1 ≠ 2
82 0re 11182 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ
83 3pos 12292 . . . . . . . 8 0 < 3
8482, 83ltneii 11293 . . . . . . 7 0 ≠ 3
85 1re 11180 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
86 1lt3 12360 . . . . . . . 8 1 < 3
8785, 86ltneii 11293 . . . . . . 7 1 ≠ 3
88 disjpr2 4679 . . . . . . 7 (((0 ≠ 2 ∧ 1 ≠ 2) ∧ (0 ≠ 3 ∧ 1 ≠ 3)) → ({0, 1} ∩ {2, 3}) = ∅)
8980, 81, 84, 87, 88mp4an 693 . . . . . 6 ({0, 1} ∩ {2, 3}) = ∅
9089a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → ({0, 1} ∩ {2, 3}) = ∅)
91 fzo0to42pr 13720 . . . . . 6 (0..^4) = ({0, 1} ∪ {2, 3})
9291a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^4) = ({0, 1} ∪ {2, 3}))
937, 19, 21, 75, 79, 90, 92gsummptfidmsplit 19866 . . . 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 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 𝑀𝑈)
95 uzss 12822 . . . . . . . . . . . . 13 (4 ∈ (ℤ‘0) → (ℤ‘4) ⊆ (ℤ‘0))
9668, 95ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (ℤ‘4) ⊆ (ℤ‘0)
9796, 66sseqtrri 3998 . . . . . . . . . . 11 (ℤ‘4) ⊆ ℕ0
9897a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℤ‘4) ⊆ ℕ0)
9998sselda 3948 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
10043adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝐸𝑀) = 3)
101 3p1e4 12332 . . . . . . . . . . . . . 14 (3 + 1) = 4
102101fveq2i 6863 . . . . . . . . . . . . 13 (ℤ‘(3 + 1)) = (ℤ‘4)
103102eleq2i 2821 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (ℤ‘(3 + 1)) ↔ 𝑘 ∈ (ℤ‘4))
104 3z 12572 . . . . . . . . . . . . 13 3 ∈ ℤ
105 eluzp1l 12826 . . . . . . . . . . . . 13 ((3 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘(3 + 1))) → 3 < 𝑘)
106104, 105mpan 690 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (ℤ‘(3 + 1)) → 3 < 𝑘)
107103, 106sylbir 235 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ (ℤ‘4) → 3 < 𝑘)
108107adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 3 < 𝑘)
109100, 108eqbrtrd 5131 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝐸𝑀) < 𝑘)
11050, 6, 8, 18, 13deg1lt 26008 . . . . . . . . 9 ((𝑀𝑈𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐸𝑀) < 𝑘) → (𝐹𝑘) = (0g𝑅))
11194, 99, 109, 110syl3anc 1373 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝐹𝑘) = (0g𝑅))
112111oveq1d 7404 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((0g𝑅) · (𝑘 𝑋)))
11320adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 𝑅 ∈ Ring)
114113, 29syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
11515adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 𝑋𝐾)
11628, 12, 114, 99, 115mulgnn0cld 19033 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝑘 𝑋) ∈ 𝐾)
1177, 11, 18, 113, 116ringlzd 20210 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → ((0g𝑅) · (𝑘 𝑋)) = (0g𝑅))
118112, 117eqtrd 2765 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = (0g𝑅))
119118mpteq2dva 5202 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))) = (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅)))
120119oveq2d 7405 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅))))
12193, 120oveq12d 7407 . . 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 12463 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℕ0
123122a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℕ0)
124 1nn0 12464 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℕ0
125124a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 1 ∈ ℕ0)
126 0ne1 12258 . . . . . . . . 9 0 ≠ 1
127126a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≠ 1)
12813, 8, 6, 7coe1fvalcl 22103 . . . . . . . . . 10 ((𝑀𝑈 ∧ 0 ∈ ℕ0) → (𝐹‘0) ∈ 𝐾)
12910, 122, 128sylancl 586 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘0) ∈ 𝐾)
13028, 12, 30, 123, 15mulgnn0cld 19033 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (0 𝑋) ∈ 𝐾)
1317, 11, 20, 129, 130ringcld 20175 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐹‘0) · (0 𝑋)) ∈ 𝐾)
13213, 8, 6, 7coe1fvalcl 22103 . . . . . . . . . 10 ((𝑀𝑈 ∧ 1 ∈ ℕ0) → (𝐹‘1) ∈ 𝐾)
13310, 124, 132sylancl 586 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘1) ∈ 𝐾)
13428, 12, 30, 125, 15mulgnn0cld 19033 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 𝑋) ∈ 𝐾)
1357, 11, 20, 133, 134ringcld 20175 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐹‘1) · (1 𝑋)) ∈ 𝐾)
136 fveq2 6860 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘0))
137 oveq1 7396 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → (𝑘 𝑋) = (0 𝑋))
138136, 137oveq12d 7407 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 0 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((𝐹‘0) · (0 𝑋)))
139 fveq2 6860 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 1 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘1))
140 oveq1 7396 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 1 → (𝑘 𝑋) = (1 𝑋))
141139, 140oveq12d 7407 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 1 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((𝐹‘1) · (1 𝑋)))
1427, 19, 138, 141gsumpr 19891 . . . . . . . 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 1390 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = (((𝐹‘0) · (0 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 𝑋))))
144 eqid 2730 . . . . . . . . . 10 (1r𝑅) = (1r𝑅)
145 evl1deg3.d . . . . . . . . . . 11 𝐷 = (𝐹‘0)
146145, 129eqeltrid 2833 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐷𝐾)
1477, 11, 144, 20, 146ringridmd 20188 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐷 · (1r𝑅)) = 𝐷)
148147oveq1d 7404 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐷 · (1r𝑅)) + (𝐶 · 𝑋)) = (𝐷 + (𝐶 · 𝑋)))
149145a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐷 = (𝐹‘0))
15027, 144ringidval 20098 . . . . . . . . . . . . 13 (1r𝑅) = (0g‘(mulGrp‘𝑅))
15128, 150, 12mulg0 19012 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋𝐾 → (0 𝑋) = (1r𝑅))
15215, 151syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (0 𝑋) = (1r𝑅))
153152eqcomd 2736 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1r𝑅) = (0 𝑋))
154149, 153oveq12d 7407 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐷 · (1r𝑅)) = ((𝐹‘0) · (0 𝑋)))
155 evl1deg3.c . . . . . . . . . . 11 𝐶 = (𝐹‘1)
156155a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐶 = (𝐹‘1))
15728, 12mulg1 19019 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋𝐾 → (1 𝑋) = 𝑋)
15815, 157syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 𝑋) = 𝑋)
159158eqcomd 2736 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑋 = (1 𝑋))
160156, 159oveq12d 7407 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 · 𝑋) = ((𝐹‘1) · (1 𝑋)))
161154, 160oveq12d 7407 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐷 · (1r𝑅)) + (𝐶 · 𝑋)) = (((𝐹‘0) · (0 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 𝑋))))
162160, 135eqeltrd 2829 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 · 𝑋) ∈ 𝐾)
1637, 19ringcom 20195 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐷𝐾 ∧ (𝐶 · 𝑋) ∈ 𝐾) → (𝐷 + (𝐶 · 𝑋)) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
16420, 146, 162, 163syl3anc 1373 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐷 + (𝐶 · 𝑋)) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
165148, 161, 1643eqtr3d 2773 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐹‘0) · (0 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 𝑋))) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
166143, 165eqtrd 2765 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
167 2nn0 12465 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℕ0
168167a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
169 2re 12261 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
170 2lt3 12359 . . . . . . . . . 10 2 < 3
171169, 170ltneii 11293 . . . . . . . . 9 2 ≠ 3
172171a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ≠ 3)
173 evl1deg3.b . . . . . . . . . 10 𝐵 = (𝐹‘2)
17413, 8, 6, 7coe1fvalcl 22103 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀𝑈 ∧ 2 ∈ ℕ0) → (𝐹‘2) ∈ 𝐾)
17510, 167, 174sylancl 586 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹‘2) ∈ 𝐾)
176173, 175eqeltrid 2833 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐵𝐾)
17728, 12, 30, 168, 15mulgnn0cld 19033 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 𝑋) ∈ 𝐾)
1787, 11, 20, 176, 177ringcld 20175 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐵 · (2 𝑋)) ∈ 𝐾)
179 evl1deg3.a . . . . . . . . . 10 𝐴 = (𝐹‘3)
18013, 8, 6, 7coe1fvalcl 22103 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀𝑈 ∧ 3 ∈ ℕ0) → (𝐹‘3) ∈ 𝐾)
18110, 44, 180sylancl 586 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹‘3) ∈ 𝐾)
182179, 181eqeltrid 2833 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴𝐾)
18328, 12, 30, 45, 15mulgnn0cld 19033 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (3 𝑋) ∈ 𝐾)
1847, 11, 20, 182, 183ringcld 20175 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 · (3 𝑋)) ∈ 𝐾)
185 fveq2 6860 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 2 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘2))
186185, 173eqtr4di 2783 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝐹𝑘) = 𝐵)
187 oveq1 7396 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝑘 𝑋) = (2 𝑋))
188186, 187oveq12d 7407 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 2 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = (𝐵 · (2 𝑋)))
189 fveq2 6860 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 3 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘3))
190189, 179eqtr4di 2783 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝐹𝑘) = 𝐴)
191 oveq1 7396 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝑘 𝑋) = (3 𝑋))
192190, 191oveq12d 7407 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 3 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = (𝐴 · (3 𝑋)))
1937, 19, 188, 192gsumpr 19891 . . . . . . . 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 1390 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = ((𝐵 · (2 𝑋)) + (𝐴 · (3 𝑋))))
1957, 19cmncom 19734 . . . . . . . 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 1373 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐵 · (2 𝑋)) + (𝐴 · (3 𝑋))) = ((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))))
197194, 196eqtrd 2765 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = ((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))))
198166, 197oveq12d 7407 . . . . 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 20162 . . . . . . 7 (𝜑𝑅 ∈ Grp)
2007, 19, 199, 162, 146grpcld 18885 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷) ∈ 𝐾)
2017, 19, 199, 184, 178grpcld 18885 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) ∈ 𝐾)
2027, 19cmncom 19734 . . . . . 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 1373 . . . . 5 (𝜑 → (((𝐶 · 𝑋) + 𝐷) + ((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋)))) = (((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
204198, 203eqtrd 2765 . . . 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 18884 . . . . 5 (𝜑𝑅 ∈ Mnd)
206 fvexd 6875 . . . . 5 (𝜑 → (ℤ‘4) ∈ V)
20718gsumz 18769 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Mnd ∧ (ℤ‘4) ∈ V) → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅))) = (0g𝑅))
208205, 206, 207syl2anc 584 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅))) = (0g𝑅))
209204, 208oveq12d 7407 . . 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 18885 . . . 4 (𝜑 → (((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)) ∈ 𝐾)
2117, 19, 18, 199, 210grpridd 18908 . . 3 (𝜑 → ((((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)) + (0g𝑅)) = (((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
212121, 209, 2113eqtrd 2769 . 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 2769 1 (𝜑 → ((𝑂𝑀)‘𝑋) = (((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1540  wcel 2109  wne 2926  wral 3045  Vcvv 3450  cun 3914  cin 3915  wss 3916  c0 4298  {cpr 4593   class class class wbr 5109  cmpt 5190  cfv 6513  (class class class)co 7389  Fincfn 8920  0cc0 11074  1c1 11075   + caddc 11077   < clt 11214  2c2 12242  3c3 12243  4c4 12244  0cn0 12448  cz 12535  cuz 12799  ..^cfzo 13621  Basecbs 17185  +gcplusg 17226  .rcmulr 17227  0gc0g 17408   Σg cgsu 17409  Mndcmnd 18667  .gcmg 19005  CMndccmn 19716  mulGrpcmgp 20055  1rcur 20096  Ringcrg 20148  CRingccrg 20149  Poly1cpl1 22067  coe1cco1 22068  eval1ce1 22207  deg1cdg1 25965
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 2702  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5263  ax-pow 5322  ax-pr 5389  ax-un 7713  ax-cnex 11130  ax-resscn 11131  ax-1cn 11132  ax-icn 11133  ax-addcl 11134  ax-addrcl 11135  ax-mulcl 11136  ax-mulrcl 11137  ax-mulcom 11138  ax-addass 11139  ax-mulass 11140  ax-distr 11141  ax-i2m1 11142  ax-1ne0 11143  ax-1rid 11144  ax-rnegex 11145  ax-rrecex 11146  ax-cnre 11147  ax-pre-lttri 11148  ax-pre-lttrn 11149  ax-pre-ltadd 11150  ax-pre-mulgt0 11151  ax-pre-sup 11152  ax-addf 11153
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 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 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3756  df-csb 3865  df-dif 3919  df-un 3921  df-in 3923  df-ss 3933  df-pss 3936  df-nul 4299  df-if 4491  df-pw 4567  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4874  df-int 4913  df-iun 4959  df-iin 4960  df-br 5110  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5535  df-eprel 5540  df-po 5548  df-so 5549  df-fr 5593  df-se 5594  df-we 5595  df-xp 5646  df-rel 5647  df-cnv 5648  df-co 5649  df-dm 5650  df-rn 5651  df-res 5652  df-ima 5653  df-pred 6276  df-ord 6337  df-on 6338  df-lim 6339  df-suc 6340  df-iota 6466  df-fun 6515  df-fn 6516  df-f 6517  df-f1 6518  df-fo 6519  df-f1o 6520  df-fv 6521  df-isom 6522  df-riota 7346  df-ov 7392  df-oprab 7393  df-mpo 7394  df-of 7655  df-ofr 7656  df-om 7845  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-supp 8142  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8380  df-1o 8436  df-2o 8437  df-er 8673  df-map 8803  df-pm 8804  df-ixp 8873  df-en 8921  df-dom 8922  df-sdom 8923  df-fin 8924  df-fsupp 9319  df-sup 9399  df-oi 9469  df-card 9898  df-pnf 11216  df-mnf 11217  df-xr 11218  df-ltxr 11219  df-le 11220  df-sub 11413  df-neg 11414  df-nn 12188  df-2 12250  df-3 12251  df-4 12252  df-5 12253  df-6 12254  df-7 12255  df-8 12256  df-9 12257  df-n0 12449  df-z 12536  df-dec 12656  df-uz 12800  df-fz 13475  df-fzo 13622  df-seq 13973  df-hash 14302  df-struct 17123  df-sets 17140  df-slot 17158  df-ndx 17170  df-base 17186  df-ress 17207  df-plusg 17239  df-mulr 17240  df-starv 17241  df-sca 17242  df-vsca 17243  df-ip 17244  df-tset 17245  df-ple 17246  df-ds 17248  df-unif 17249  df-hom 17250  df-cco 17251  df-0g 17410  df-gsum 17411  df-prds 17416  df-pws 17418  df-mre 17553  df-mrc 17554  df-acs 17556  df-mgm 18573  df-sgrp 18652  df-mnd 18668  df-mhm 18716  df-submnd 18717  df-grp 18874  df-minusg 18875  df-sbg 18876  df-mulg 19006  df-subg 19061  df-ghm 19151  df-cntz 19255  df-cmn 19718  df-abl 19719  df-mgp 20056  df-rng 20068  df-ur 20097  df-srg 20102  df-ring 20150  df-cring 20151  df-rhm 20387  df-subrng 20461  df-subrg 20485  df-lmod 20774  df-lss 20844  df-lsp 20884  df-cnfld 21271  df-assa 21768  df-asp 21769  df-ascl 21770  df-psr 21824  df-mvr 21825  df-mpl 21826  df-opsr 21828  df-evls 21987  df-evl 21988  df-psr1 22070  df-vr1 22071  df-ply1 22072  df-coe1 22073  df-evls1 22208  df-evl1 22209  df-mdeg 25966  df-deg1 25967
This theorem is referenced by:  2sqr3minply  33776
  Copyright terms: Public domain W3C validator