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 34110
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 7428 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑋 → (𝑘 ↑ 𝑥) = (𝑘 ↑ 𝑋))
21oveq2d 7436 . . . . 5 (𝑥 = 𝑋 → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑥)) = ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))
32mpteq2dv 5199 . . . 4 (𝑥 = 𝑋 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑥))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋))))
43oveq2d 7436 . . 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 34096 . . 3 (𝜑 → (𝑂‘𝑀) = (𝑥 ∈ 𝐾 ↦ (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑥))))))
15 evl1deg3.x . . 3 (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐾)
16 ovexd 7455 . . 3 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) ∈ V)
174, 14, 15, 16fvmptd4 7018 . 2 (𝜑 → ((𝑂‘𝑀)‘𝑋) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))))
18 eqid 2761 . . 3 (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
19 evl1deg1.6 . . 3 + = (+g‘𝑅)
209crngringd 20473 . . . 4 (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
2120ringcmnd 20513 . . 3 (𝜑 → 𝑅 ∈ CMnd)
22 nn0ex 12612 . . . 4 ℕ0 ∈ V
2322a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℕ0 ∈ V)
2420adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑅 ∈ Ring)
2513, 8, 6, 7coe1fvalcl 22530 . . . . 5 ((𝑀 ∈ 𝑈 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹‘𝑘) ∈ 𝐾)
2610, 25sylan 592 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹‘𝑘) ∈ 𝐾)
27 eqid 2761 . . . . . 6 (mulGrp‘𝑅) = (mulGrp‘𝑅)
2827, 7mgpbas 20365 . . . . 5 𝐾 = (Base‘(mulGrp‘𝑅))
2927ringmgp 20465 . . . . . . 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 19305 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ 𝐾)
357, 11, 24, 26, 34ringcld 20484 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾)
36 fvexd 6900 . . . 4 (𝜑 → (0g‘𝑅) ∈ V)
37 fveq2 6885 . . . . 5 (𝑘 = 𝑗 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑗))
38 oveq1 7427 . . . . 5 (𝑘 = 𝑗 → (𝑘 ↑ 𝑋) = (𝑗 ↑ 𝑋))
3937, 38oveq12d 7438 . . . 4 (𝑘 = 𝑗 → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = ((𝐹‘𝑗) · (𝑗 ↑ 𝑋)))
40 breq1 5106 . . . . . . 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 3186 . . . . 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 12624 . . . . . . 7 3 ∈ ℕ0
4544a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 3 ∈ ℕ0)
4643, 45eqeltrd 2861 . . . . 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 26415 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ 𝑈 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0 ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → (𝐹‘𝑗) = (0g‘𝑅))
5247, 48, 49, 51syl3anc 1398 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → (𝐹‘𝑗) = (0g‘𝑅))
5352oveq1d 7435 . . . . . . . 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 19305 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → (𝑗 ↑ 𝑋) ∈ 𝐾)
587, 11, 18, 54, 57ringlzd 20526 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑗) → ((0g‘𝑅) · (𝑗 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅))
5953, 58eqtrd 2796 . . . . . . 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 3155 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑗 ∈ ℕ0 ((𝐸‘𝑀) < 𝑗 → ((𝐹‘𝑗) · (𝑗 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅)))
6242, 46, 61rspcedvdw 3580 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑖 ∈ ℕ0 ∀𝑗 ∈ ℕ0 (𝑖 < 𝑗 → ((𝐹‘𝑗) · (𝑗 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅)))
6336, 35, 39, 62mptnn0fsuppd 14141 . . 3 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋))) finSupp (0g‘𝑅))
64 fzouzdisj 13830 . . . 4 ((0..^4) ∩ (ℤ≥‘4)) = ∅
6564a1i 11 . . 3 (𝜑 → ((0..^4) ∩ (ℤ≥‘4)) = ∅)
66 nn0uz 13003 . . . . 5 ℕ0 = (ℤ≥‘0)
67 4nn0 12625 . . . . . . 7 4 ∈ ℕ0
6867, 66eleqtri 2859 . . . . . 6 4 ∈ (ℤ≥‘0)
69 fzouzsplit 13829 . . . . . 6 (4 ∈ (ℤ≥‘0) → (ℤ≥‘0) = ((0..^4) ∪ (ℤ≥‘4)))
7068, 69ax-mp 5 . . . . 5 (ℤ≥‘0) = ((0..^4) ∪ (ℤ≥‘4))
7166, 70eqtri 2784 . . . 4 ℕ0 = ((0..^4) ∪ (ℤ≥‘4))
7271a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℕ0 = ((0..^4) ∪ (ℤ≥‘4)))
737, 18, 19, 21, 23, 35, 63, 65, 72gsumsplit2 20143 . 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 14117 . . . . . 6 (0..^4) ∈ Fin
7574a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^4) ∈ Fin)
76 fzo0ssnn0 13881 . . . . . . . 8 (0..^4) ⊆ ℕ0
7776a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^4) ⊆ ℕ0)
7877sselda 3931 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^4)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
7978, 35syldan 603 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (0..^4)) → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾)
80 0ne2 12552 . . . . . . 7 0 ≠ 2
81 1ne2 12553 . . . . . . 7 1 ≠ 2
82 0re 11310 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ
83 3pos 12451 . . . . . . . 8 0 < 3
8482, 83ltneii 11423 . . . . . . 7 0 ≠ 3
85 1re 11308 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
86 1lt3 12518 . . . . . . . 8 1 < 3
8785, 86ltneii 11423 . . . . . . 7 1 ≠ 3
88 disjpr2 4674 . . . . . . 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 13888 . . . . . 6 (0..^4) = ({0, 1} ∪ {2, 3})
9291a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^4) = ({0, 1} ∪ {2, 3}))
937, 19, 21, 75, 79, 90, 92gsummptfidmsplit 20144 . . . 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 12988 . . . . . . . . . . . . 13 (4 ∈ (ℤ≥‘0) → (ℤ≥‘4) ⊆ (ℤ≥‘0))
9668, 95ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (ℤ≥‘4) ⊆ (ℤ≥‘0)
9796, 66sseqtrri 3980 . . . . . . . . . . 11 (ℤ≥‘4) ⊆ ℕ0
9897a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℤ≥‘4) ⊆ ℕ0)
9998sselda 3931 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
10043adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → (𝐸‘𝑀) = 3)
101 3p1e4 12487 . . . . . . . . . . . . . 14 (3 + 1) = 4
102101fveq2i 6888 . . . . . . . . . . . . 13 (ℤ≥‘(3 + 1)) = (ℤ≥‘4)
103102eleq2i 2853 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (ℤ≥‘(3 + 1)) ↔ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4))
104 3z 12729 . . . . . . . . . . . . 13 3 ∈ ℤ
105 eluzp1l 12992 . . . . . . . . . . . . 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 5127 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → (𝐸‘𝑀) < 𝑘)
11050, 6, 8, 18, 13deg1lt 26415 . . . . . . . . 9 ((𝑀 ∈ 𝑈 ∧ 𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐸‘𝑀) < 𝑘) → (𝐹‘𝑘) = (0g‘𝑅))
11194, 99, 109, 110syl3anc 1398 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → (𝐹‘𝑘) = (0g‘𝑅))
112111oveq1d 7435 . . . . . . 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 19305 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → (𝑘 ↑ 𝑋) ∈ 𝐾)
1177, 11, 18, 113, 116ringlzd 20526 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → ((0g‘𝑅) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅))
118112, 117eqtrd 2796 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ (ℤ≥‘4)) → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = (0g‘𝑅))
119118mpteq2dva 5198 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋))) = (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ (0g‘𝑅)))
120119oveq2d 7436 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ≥‘4) ↦ (0g‘𝑅))))
12193, 120oveq12d 7438 . . 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 12621 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℕ0
123122a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℕ0)
124 1nn0 12622 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℕ0
125124a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 1 ∈ ℕ0)
126 0ne1 12414 . . . . . . . . 9 0 ≠ 1
127126a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≠ 1)
12813, 8, 6, 7coe1fvalcl 22530 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ 𝑈 ∧ 0 ∈ ℕ0) → (𝐹‘0) ∈ 𝐾)
12910, 122, 128sylancl 598 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘0) ∈ 𝐾)
13028, 12, 30, 123, 15mulgnn0cld 19305 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (0 ↑ 𝑋) ∈ 𝐾)
1317, 11, 20, 129, 130ringcld 20484 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐹‘0) · (0 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾)
13213, 8, 6, 7coe1fvalcl 22530 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ 𝑈 ∧ 1 ∈ ℕ0) → (𝐹‘1) ∈ 𝐾)
13310, 124, 132sylancl 598 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘1) ∈ 𝐾)
13428, 12, 30, 125, 15mulgnn0cld 19305 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 ↑ 𝑋) ∈ 𝐾)
1357, 11, 20, 133, 134ringcld 20484 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐹‘1) · (1 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾)
136 fveq2 6885 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘0))
137 oveq1 7427 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → (𝑘 ↑ 𝑋) = (0 ↑ 𝑋))
138136, 137oveq12d 7438 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 0 → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = ((𝐹‘0) · (0 ↑ 𝑋)))
139 fveq2 6885 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 1 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘1))
140 oveq1 7427 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 1 → (𝑘 ↑ 𝑋) = (1 ↑ 𝑋))
141139, 140oveq12d 7438 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 1 → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = ((𝐹‘1) · (1 ↑ 𝑋)))
1427, 19, 138, 141gsumpr 20169 . . . . . . . 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 1415 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) = (((𝐹‘0) · (0 ↑ 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 ↑ 𝑋))))
144 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
145 evl1deg3.d . . . . . . . . . . 11 𝐷 = (𝐹‘0)
146145, 129eqeltrid 2865 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝐾)
1477, 11, 144, 20, 146ringridmd 20502 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐷 · (1r‘𝑅)) = 𝐷)
148147oveq1d 7435 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐷 · (1r‘𝑅)) + (𝐶 · 𝑋)) = (𝐷 + (𝐶 · 𝑋)))
149145a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐷 = (𝐹‘0))
15027, 144ringidval 20409 . . . . . . . . . . . . 13 (1r‘𝑅) = (0g‘(mulGrp‘𝑅))
15128, 150, 12mulg0 19284 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋 ∈ 𝐾 → (0 ↑ 𝑋) = (1r‘𝑅))
15215, 151syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (0 ↑ 𝑋) = (1r‘𝑅))
153152eqcomd 2767 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1r‘𝑅) = (0 ↑ 𝑋))
154149, 153oveq12d 7438 . . . . . . . . 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 19291 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋 ∈ 𝐾 → (1 ↑ 𝑋) = 𝑋)
15815, 157syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 ↑ 𝑋) = 𝑋)
159158eqcomd 2767 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑋 = (1 ↑ 𝑋))
160156, 159oveq12d 7438 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 · 𝑋) = ((𝐹‘1) · (1 ↑ 𝑋)))
161154, 160oveq12d 7438 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐷 · (1r‘𝑅)) + (𝐶 · 𝑋)) = (((𝐹‘0) · (0 ↑ 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 ↑ 𝑋))))
162160, 135eqeltrd 2861 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 · 𝑋) ∈ 𝐾)
1637, 19ringcom 20509 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐷 ∈ 𝐾 ∧ (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 2804 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐹‘0) · (0 ↑ 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 ↑ 𝑋))) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
166143, 165eqtrd 2796 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
167 2nn0 12623 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℕ0
168167a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
169 2re 12417 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
170 2lt3 12516 . . . . . . . . . 10 2 < 3
171169, 170ltneii 11423 . . . . . . . . 9 2 ≠ 3
172171a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ≠ 3)
173 evl1deg3.b . . . . . . . . . 10 𝐵 = (𝐹‘2)
17413, 8, 6, 7coe1fvalcl 22530 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ 𝑈 ∧ 2 ∈ ℕ0) → (𝐹‘2) ∈ 𝐾)
17510, 167, 174sylancl 598 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹‘2) ∈ 𝐾)
176173, 175eqeltrid 2865 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝐾)
17728, 12, 30, 168, 15mulgnn0cld 19305 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 ↑ 𝑋) ∈ 𝐾)
1787, 11, 20, 176, 177ringcld 20484 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐵 · (2 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾)
179 evl1deg3.a . . . . . . . . . 10 𝐴 = (𝐹‘3)
18013, 8, 6, 7coe1fvalcl 22530 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ 𝑈 ∧ 3 ∈ ℕ0) → (𝐹‘3) ∈ 𝐾)
18110, 44, 180sylancl 598 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹‘3) ∈ 𝐾)
182179, 181eqeltrid 2865 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝐾)
18328, 12, 30, 45, 15mulgnn0cld 19305 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (3 ↑ 𝑋) ∈ 𝐾)
1847, 11, 20, 182, 183ringcld 20484 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) ∈ 𝐾)
185 fveq2 6885 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 2 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘2))
186185, 173eqtr4di 2814 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝐹‘𝑘) = 𝐵)
187 oveq1 7427 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝑘 ↑ 𝑋) = (2 ↑ 𝑋))
188186, 187oveq12d 7438 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 2 → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝐵 · (2 ↑ 𝑋)))
189 fveq2 6885 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 3 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘3))
190189, 179eqtr4di 2814 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝐹‘𝑘) = 𝐴)
191 oveq1 7427 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝑘 ↑ 𝑋) = (3 ↑ 𝑋))
192190, 191oveq12d 7438 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 3 → ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)) = (𝐴 · (3 ↑ 𝑋)))
1937, 19, 188, 192gsumpr 20169 . . . . . . . 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 1415 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) = ((𝐵 · (2 ↑ 𝑋)) + (𝐴 · (3 ↑ 𝑋))))
1957, 19cmncom 20012 . . . . . . . 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 2796 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹‘𝑘) · (𝑘 ↑ 𝑋)))) = ((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))))
198166, 197oveq12d 7438 . . . . 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 20474 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑅 ∈ Grp)
2007, 19, 199, 162, 146grpcld 19158 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷) ∈ 𝐾)
2017, 19, 199, 184, 178grpcld 19158 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))) ∈ 𝐾)
2027, 19cmncom 20012 . . . . . 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 2796 . . . 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 19157 . . . . 5 (𝜑 → 𝑅 ∈ Mnd)
206 fvexd 6900 . . . . 5 (𝜑 → (ℤ≥‘4) ∈ V)
20718gsumz 19032 . . . . 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 7438 . . 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 19158 . . . 4 (𝜑 → (((𝐴 · (3 ↑ 𝑋)) + (𝐵 · (2 ↑ 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)) ∈ 𝐾)
2117, 19, 18, 199, 210grpridd 19181 . . 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 2800 . 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 2800 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 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077  Vcvv 3451   ∪ cun 3897   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  {cpr 4586   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Fincfn 8973  0cc0 11200  1c1 11201   + caddc 11203   < clt 11343  2c2 12397  3c3 12398  4c4 12399  ℕ0cn0 12606  ℤcz 12693  ℤ≥cuz 12965  ..^cfzo 13788  Basecbs 17387  +gcplusg 17428  .rcmulr 17429  0gc0g 17610   Σg cgsu 17611  Mndcmnd 18923  .gcmg 19277  CMndccmn 19994  mulGrpcmgp 20360  1rcur 20407  Ringcrg 20459  CRingccrg 20460  Poly1cpl1 22495  coe1cco1 22496  eval1ce1 22632  deg1cdg1 26372
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278  ax-addf 11279
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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-ofr 7694  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8178  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-map 8849  df-pm 8850  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fsupp 9354  df-sup 9434  df-oi 9504  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-seq 14145  df-hash 14475  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-starv 17443  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-unif 17451  df-hom 17452  df-cco 17453  df-0g 17612  df-gsum 17613  df-prds 17618  df-pws 17620  df-mre 17756  df-mrc 17757  df-acs 17759  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-mhm 18978  df-submnd 18979  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-sbg 19149  df-mulg 19278  df-subg 19333  df-ghm 19428  df-cntz 19531  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-srg 20413  df-ring 20461  df-cring 20462  df-rhm 20702  df-subrng 20798  df-subrg 20822  df-lmod 21137  df-lss 21207  df-lsp 21247  df-cnfld 21679  df-assa 22161  df-asp 22162  df-ascl 22163  df-psr 22217  df-mvr 22218  df-mpl 22219  df-opsr 22221  df-evls 22383  df-evl 22384  df-psr1 22498  df-vr1 22499  df-ply1 22500  df-coe1 22501  df-evls1 22633  df-evl1 22634  df-mdeg 26373  df-deg1 26374
This theorem is used by:  2sqr3minply  34412
  Copyright terms: Public domain W3C validator