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 33932
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 7427 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑋 → (𝑘 𝑥) = (𝑘 𝑋))
21oveq2d 7435 . . . . 5 (𝑥 = 𝑋 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑥)) = ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))
32mpteq2dv 5207 . . . 4 (𝑥 = 𝑋 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑥))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))))
43oveq2d 7435 . . 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 33918 . . 3 (𝜑 → (𝑂𝑀) = (𝑥𝐾 ↦ (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑥))))))
15 evl1deg3.x . . 3 (𝜑𝑋𝐾)
16 ovexd 7454 . . 3 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) ∈ V)
174, 14, 15, 16fvmptd4 7018 . 2 (𝜑 → ((𝑂𝑀)‘𝑋) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))))
18 eqid 2765 . . 3 (0g𝑅) = (0g𝑅)
19 evl1deg1.6 . . 3 + = (+g𝑅)
209crngringd 20372 . . . 4 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
2120ringcmnd 20412 . . 3 (𝜑𝑅 ∈ CMnd)
22 nn0ex 12525 . . . 4 0 ∈ V
2322a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℕ0 ∈ V)
2420adantr 486 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑅 ∈ Ring)
2513, 8, 6, 7coe1fvalcl 22422 . . . . 5 ((𝑀𝑈𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹𝑘) ∈ 𝐾)
2610, 25sylan 592 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹𝑘) ∈ 𝐾)
27 eqid 2765 . . . . . 6 (mulGrp‘𝑅) = (mulGrp‘𝑅)
2827, 7mgpbas 20265 . . . . 5 𝐾 = (Base‘(mulGrp‘𝑅))
2927ringmgp 20365 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
3020, 29syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
3130adantr 486 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
32 simpr 490 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
3315adantr 486 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑋𝐾)
3428, 12, 31, 32, 33mulgnn0cld 19205 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 𝑋) ∈ 𝐾)
357, 11, 24, 26, 34ringcld 20383 . . 3 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) ∈ 𝐾)
36 fvexd 6900 . . . 4 (𝜑 → (0g𝑅) ∈ V)
37 fveq2 6885 . . . . 5 (𝑘 = 𝑗 → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑗))
38 oveq1 7426 . . . . 5 (𝑘 = 𝑗 → (𝑘 𝑋) = (𝑗 𝑋))
3937, 38oveq12d 7437 . . . 4 (𝑘 = 𝑗 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)))
40 breq1 5114 . . . . . . 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 3190 . . . . 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 12537 . . . . . . 7 3 ∈ ℕ0
4544a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 3 ∈ ℕ0)
4643, 45eqeltrd 2865 . . . . 5 (𝜑 → (𝐸𝑀) ∈ ℕ0)
4710ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑀𝑈)
48 simplr 781 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑗 ∈ ℕ0)
49 simpr 490 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝐸𝑀) < 𝑗)
50 evl1deg3.e . . . . . . . . . . 11 𝐸 = (deg1𝑅)
5150, 6, 8, 18, 13deg1lt 26305 . . . . . . . . . 10 ((𝑀𝑈𝑗 ∈ ℕ0 ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝐹𝑗) = (0g𝑅))
5247, 48, 49, 51syl3anc 1398 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝐹𝑗) = (0g𝑅))
5352oveq1d 7434 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = ((0g𝑅) · (𝑗 𝑋)))
5420ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑅 ∈ Ring)
5554, 29syl 18 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
5615ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑋𝐾)
5728, 12, 55, 48, 56mulgnn0cld 19205 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝑗 𝑋) ∈ 𝐾)
587, 11, 18, 54, 57ringlzd 20424 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → ((0g𝑅) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅))
5953, 58eqtrd 2800 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅))
6059ex 418 . . . . . 6 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((𝐸𝑀) < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)))
6160ralrimiva 3159 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑗 ∈ ℕ0 ((𝐸𝑀) < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)))
6242, 46, 61rspcedvdw 3586 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑖 ∈ ℕ0𝑗 ∈ ℕ0 (𝑖 < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)))
6336, 35, 39, 62mptnn0fsuppd 14052 . . 3 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))) finSupp (0g𝑅))
64 fzouzdisj 13741 . . . 4 ((0..^4) ∩ (ℤ‘4)) = ∅
6564a1i 11 . . 3 (𝜑 → ((0..^4) ∩ (ℤ‘4)) = ∅)
66 nn0uz 12916 . . . . 5 0 = (ℤ‘0)
67 4nn0 12538 . . . . . . 7 4 ∈ ℕ0
6867, 66eleqtri 2863 . . . . . 6 4 ∈ (ℤ‘0)
69 fzouzsplit 13740 . . . . . 6 (4 ∈ (ℤ‘0) → (ℤ‘0) = ((0..^4) ∪ (ℤ‘4)))
7068, 69ax-mp 5 . . . . 5 (ℤ‘0) = ((0..^4) ∪ (ℤ‘4))
7166, 70eqtri 2788 . . . 4 0 = ((0..^4) ∪ (ℤ‘4))
7271a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℕ0 = ((0..^4) ∪ (ℤ‘4)))
737, 18, 19, 21, 23, 35, 63, 65, 72gsumsplit2 20043 . 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 14028 . . . . . 6 (0..^4) ∈ Fin
7574a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^4) ∈ Fin)
76 fzo0ssnn0 13792 . . . . . . . 8 (0..^4) ⊆ ℕ0
7776a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^4) ⊆ ℕ0)
7877sselda 3938 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^4)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
7978, 35syldan 603 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^4)) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) ∈ 𝐾)
80 0ne2 12465 . . . . . . 7 0 ≠ 2
81 1ne2 12466 . . . . . . 7 1 ≠ 2
82 0re 11225 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ
83 3pos 12364 . . . . . . . 8 0 < 3
8482, 83ltneii 11338 . . . . . . 7 0 ≠ 3
85 1re 11223 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
86 1lt3 12431 . . . . . . . 8 1 < 3
8785, 86ltneii 11338 . . . . . . 7 1 ≠ 3
88 disjpr2 4681 . . . . . . 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 13799 . . . . . 6 (0..^4) = ({0, 1} ∪ {2, 3})
9291a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^4) = ({0, 1} ∪ {2, 3}))
937, 19, 21, 75, 79, 90, 92gsummptfidmsplit 20044 . . . 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 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 𝑀𝑈)
95 uzss 12901 . . . . . . . . . . . . 13 (4 ∈ (ℤ‘0) → (ℤ‘4) ⊆ (ℤ‘0))
9668, 95ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (ℤ‘4) ⊆ (ℤ‘0)
9796, 66sseqtrri 3987 . . . . . . . . . . 11 (ℤ‘4) ⊆ ℕ0
9897a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℤ‘4) ⊆ ℕ0)
9998sselda 3938 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
10043adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝐸𝑀) = 3)
101 3p1e4 12400 . . . . . . . . . . . . . 14 (3 + 1) = 4
102101fveq2i 6888 . . . . . . . . . . . . 13 (ℤ‘(3 + 1)) = (ℤ‘4)
103102eleq2i 2857 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (ℤ‘(3 + 1)) ↔ 𝑘 ∈ (ℤ‘4))
104 3z 12642 . . . . . . . . . . . . 13 3 ∈ ℤ
105 eluzp1l 12905 . . . . . . . . . . . . 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 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 3 < 𝑘)
109100, 108eqbrtrd 5135 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝐸𝑀) < 𝑘)
11050, 6, 8, 18, 13deg1lt 26305 . . . . . . . . 9 ((𝑀𝑈𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐸𝑀) < 𝑘) → (𝐹𝑘) = (0g𝑅))
11194, 99, 109, 110syl3anc 1398 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝐹𝑘) = (0g𝑅))
112111oveq1d 7434 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((0g𝑅) · (𝑘 𝑋)))
11320adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 𝑅 ∈ Ring)
114113, 29syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
11515adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 𝑋𝐾)
11628, 12, 114, 99, 115mulgnn0cld 19205 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝑘 𝑋) ∈ 𝐾)
1177, 11, 18, 113, 116ringlzd 20424 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → ((0g𝑅) · (𝑘 𝑋)) = (0g𝑅))
118112, 117eqtrd 2800 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = (0g𝑅))
119118mpteq2dva 5206 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))) = (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅)))
120119oveq2d 7435 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅))))
12193, 120oveq12d 7437 . . 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 12534 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℕ0
123122a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℕ0)
124 1nn0 12535 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℕ0
125124a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 1 ∈ ℕ0)
126 0ne1 12327 . . . . . . . . 9 0 ≠ 1
127126a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≠ 1)
12813, 8, 6, 7coe1fvalcl 22422 . . . . . . . . . 10 ((𝑀𝑈 ∧ 0 ∈ ℕ0) → (𝐹‘0) ∈ 𝐾)
12910, 122, 128sylancl 598 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘0) ∈ 𝐾)
13028, 12, 30, 123, 15mulgnn0cld 19205 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (0 𝑋) ∈ 𝐾)
1317, 11, 20, 129, 130ringcld 20383 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐹‘0) · (0 𝑋)) ∈ 𝐾)
13213, 8, 6, 7coe1fvalcl 22422 . . . . . . . . . 10 ((𝑀𝑈 ∧ 1 ∈ ℕ0) → (𝐹‘1) ∈ 𝐾)
13310, 124, 132sylancl 598 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘1) ∈ 𝐾)
13428, 12, 30, 125, 15mulgnn0cld 19205 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 𝑋) ∈ 𝐾)
1357, 11, 20, 133, 134ringcld 20383 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐹‘1) · (1 𝑋)) ∈ 𝐾)
136 fveq2 6885 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘0))
137 oveq1 7426 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → (𝑘 𝑋) = (0 𝑋))
138136, 137oveq12d 7437 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 0 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((𝐹‘0) · (0 𝑋)))
139 fveq2 6885 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 1 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘1))
140 oveq1 7426 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 1 → (𝑘 𝑋) = (1 𝑋))
141139, 140oveq12d 7437 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 1 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((𝐹‘1) · (1 𝑋)))
1427, 19, 138, 141gsumpr 20069 . . . . . . . 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 2765 . . . . . . . . . 10 (1r𝑅) = (1r𝑅)
145 evl1deg3.d . . . . . . . . . . 11 𝐷 = (𝐹‘0)
146145, 129eqeltrid 2869 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐷𝐾)
1477, 11, 144, 20, 146ringridmd 20401 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐷 · (1r𝑅)) = 𝐷)
148147oveq1d 7434 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐷 · (1r𝑅)) + (𝐶 · 𝑋)) = (𝐷 + (𝐶 · 𝑋)))
149145a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐷 = (𝐹‘0))
15027, 144ringidval 20309 . . . . . . . . . . . . 13 (1r𝑅) = (0g‘(mulGrp‘𝑅))
15128, 150, 12mulg0 19184 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋𝐾 → (0 𝑋) = (1r𝑅))
15215, 151syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (0 𝑋) = (1r𝑅))
153152eqcomd 2771 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1r𝑅) = (0 𝑋))
154149, 153oveq12d 7437 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐷 · (1r𝑅)) = ((𝐹‘0) · (0 𝑋)))
155 evl1deg3.c . . . . . . . . . . 11 𝐶 = (𝐹‘1)
156155a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐶 = (𝐹‘1))
15728, 12mulg1 19191 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋𝐾 → (1 𝑋) = 𝑋)
15815, 157syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 𝑋) = 𝑋)
159158eqcomd 2771 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑋 = (1 𝑋))
160156, 159oveq12d 7437 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 · 𝑋) = ((𝐹‘1) · (1 𝑋)))
161154, 160oveq12d 7437 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐷 · (1r𝑅)) + (𝐶 · 𝑋)) = (((𝐹‘0) · (0 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 𝑋))))
162160, 135eqeltrd 2865 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 · 𝑋) ∈ 𝐾)
1637, 19ringcom 20408 . . . . . . . . 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 2808 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐹‘0) · (0 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 𝑋))) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
166143, 165eqtrd 2800 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
167 2nn0 12536 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℕ0
168167a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
169 2re 12330 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
170 2lt3 12429 . . . . . . . . . 10 2 < 3
171169, 170ltneii 11338 . . . . . . . . 9 2 ≠ 3
172171a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ≠ 3)
173 evl1deg3.b . . . . . . . . . 10 𝐵 = (𝐹‘2)
17413, 8, 6, 7coe1fvalcl 22422 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀𝑈 ∧ 2 ∈ ℕ0) → (𝐹‘2) ∈ 𝐾)
17510, 167, 174sylancl 598 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹‘2) ∈ 𝐾)
176173, 175eqeltrid 2869 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐵𝐾)
17728, 12, 30, 168, 15mulgnn0cld 19205 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 𝑋) ∈ 𝐾)
1787, 11, 20, 176, 177ringcld 20383 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐵 · (2 𝑋)) ∈ 𝐾)
179 evl1deg3.a . . . . . . . . . 10 𝐴 = (𝐹‘3)
18013, 8, 6, 7coe1fvalcl 22422 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀𝑈 ∧ 3 ∈ ℕ0) → (𝐹‘3) ∈ 𝐾)
18110, 44, 180sylancl 598 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹‘3) ∈ 𝐾)
182179, 181eqeltrid 2869 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴𝐾)
18328, 12, 30, 45, 15mulgnn0cld 19205 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (3 𝑋) ∈ 𝐾)
1847, 11, 20, 182, 183ringcld 20383 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 · (3 𝑋)) ∈ 𝐾)
185 fveq2 6885 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 2 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘2))
186185, 173eqtr4di 2818 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝐹𝑘) = 𝐵)
187 oveq1 7426 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝑘 𝑋) = (2 𝑋))
188186, 187oveq12d 7437 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 2 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = (𝐵 · (2 𝑋)))
189 fveq2 6885 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 3 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘3))
190189, 179eqtr4di 2818 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝐹𝑘) = 𝐴)
191 oveq1 7426 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝑘 𝑋) = (3 𝑋))
192190, 191oveq12d 7437 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 3 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = (𝐴 · (3 𝑋)))
1937, 19, 188, 192gsumpr 20069 . . . . . . . 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 19912 . . . . . . . 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 2800 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = ((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))))
198166, 197oveq12d 7437 . . . . 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 20373 . . . . . . 7 (𝜑𝑅 ∈ Grp)
2007, 19, 199, 162, 146grpcld 19058 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷) ∈ 𝐾)
2017, 19, 199, 184, 178grpcld 19058 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) ∈ 𝐾)
2027, 19cmncom 19912 . . . . . 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 2800 . . . 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 19057 . . . . 5 (𝜑𝑅 ∈ Mnd)
206 fvexd 6900 . . . . 5 (𝜑 → (ℤ‘4) ∈ V)
20718gsumz 18932 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Mnd ∧ (ℤ‘4) ∈ V) → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅))) = (0g𝑅))
208205, 206, 207syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅))) = (0g𝑅))
209204, 208oveq12d 7437 . . 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 19058 . . . 4 (𝜑 → (((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)) ∈ 𝐾)
2117, 19, 18, 199, 210grpridd 19081 . . 3 (𝜑 → ((((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)) + (0g𝑅)) = (((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
212121, 209, 2113eqtrd 2804 . 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 2804 1 (𝜑 → ((𝑂𝑀)‘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 2146  wne 2960  wral 3081  Vcvv 3457  cun 3904  cin 3905  wss 3906  c0 4286  {cpr 4593   class class class wbr 5111  cmpt 5194  cfv 6540  (class class class)co 7419  Fincfn 8949  0cc0 11115  1c1 11116   + caddc 11118   < clt 11258  2c2 12310  3c3 12311  4c4 12312  0cn0 12519  cz 12606  cuz 12878  ..^cfzo 13699  Basecbs 17291  +gcplusg 17332  .rcmulr 17333  0gc0g 17514   Σg cgsu 17515  Mndcmnd 18824  .gcmg 19177  CMndccmn 19894  mulGrpcmgp 20260  1rcur 20307  Ringcrg 20359  CRingccrg 20360  Poly1cpl1 22387  coe1cco1 22388  eval1ce1 22524  deg1cdg1 26262
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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-cnex 11171  ax-resscn 11172  ax-1cn 11173  ax-icn 11174  ax-addcl 11175  ax-addrcl 11176  ax-mulcl 11177  ax-mulrcl 11178  ax-mulcom 11179  ax-addass 11180  ax-mulass 11181  ax-distr 11182  ax-i2m1 11183  ax-1ne0 11184  ax-1rid 11185  ax-rnegex 11186  ax-rrecex 11187  ax-cnre 11188  ax-pre-lttri 11189  ax-pre-lttrn 11190  ax-pre-ltadd 11191  ax-pre-mulgt0 11192  ax-pre-sup 11193  ax-addf 11194
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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4875  df-int 4915  df-iun 4960  df-iin 4961  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-se 5617  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-of 7684  df-ofr 7685  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-supp 8163  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-map 8832  df-pm 8833  df-ixp 8902  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-fsupp 9329  df-sup 9409  df-oi 9479  df-card 9941  df-pnf 11260  df-mnf 11261  df-xr 11262  df-ltxr 11263  df-le 11264  df-sub 11458  df-neg 11459  df-nn 12249  df-2 12318  df-3 12319  df-4 12320  df-5 12321  df-6 12322  df-7 12323  df-8 12324  df-9 12325  df-n0 12520  df-z 12607  df-dec 12728  df-uz 12879  df-fz 13552  df-fzo 13700  df-seq 14056  df-hash 14385  df-struct 17229  df-sets 17246  df-slot 17264  df-ndx 17276  df-base 17292  df-ress 17313  df-plusg 17345  df-mulr 17346  df-starv 17347  df-sca 17348  df-vsca 17349  df-ip 17350  df-tset 17351  df-ple 17352  df-ds 17354  df-unif 17355  df-hom 17356  df-cco 17357  df-0g 17516  df-gsum 17517  df-prds 17522  df-pws 17524  df-mre 17660  df-mrc 17661  df-acs 17663  df-mgm 18720  df-sgrp 18809  df-mnd 18825  df-mhm 18878  df-submnd 18879  df-grp 19047  df-minusg 19048  df-sbg 19049  df-mulg 19178  df-subg 19233  df-ghm 19328  df-cntz 19431  df-cmn 19896  df-abl 19897  df-mgp 20261  df-rng 20275  df-ur 20308  df-srg 20313  df-ring 20361  df-cring 20362  df-rhm 20600  df-subrng 20695  df-subrg 20719  df-lmod 21033  df-lss 21103  df-lsp 21143  df-cnfld 21573  df-assa 22053  df-asp 22054  df-ascl 22055  df-psr 22109  df-mvr 22110  df-mpl 22111  df-opsr 22113  df-evls 22275  df-evl 22276  df-psr1 22390  df-vr1 22391  df-ply1 22392  df-coe1 22393  df-evls1 22525  df-evl1 22526  df-mdeg 26263  df-deg1 26264
This theorem is used by:  2sqr3minply  34234
  Copyright terms: Public domain W3C validator