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 33671
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 7376 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑋 → (𝑘 𝑥) = (𝑘 𝑋))
21oveq2d 7384 . . . . 5 (𝑥 = 𝑋 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑥)) = ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))
32mpteq2dv 5194 . . . 4 (𝑥 = 𝑋 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑥))) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))))
43oveq2d 7384 . . 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 33657 . . 3 (𝜑 → (𝑂𝑀) = (𝑥𝐾 ↦ (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑥))))))
15 evl1deg3.x . . 3 (𝜑𝑋𝐾)
16 ovexd 7403 . . 3 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) ∈ V)
174, 14, 15, 16fvmptd4 6974 . 2 (𝜑 → ((𝑂𝑀)‘𝑋) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))))
18 eqid 2737 . . 3 (0g𝑅) = (0g𝑅)
19 evl1deg1.6 . . 3 + = (+g𝑅)
209crngringd 20193 . . . 4 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
2120ringcmnd 20231 . . 3 (𝜑𝑅 ∈ CMnd)
22 nn0ex 12419 . . . 4 0 ∈ V
2322a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℕ0 ∈ V)
2420adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑅 ∈ Ring)
2513, 8, 6, 7coe1fvalcl 22165 . . . . 5 ((𝑀𝑈𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹𝑘) ∈ 𝐾)
2610, 25sylan 581 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐹𝑘) ∈ 𝐾)
27 eqid 2737 . . . . . 6 (mulGrp‘𝑅) = (mulGrp‘𝑅)
2827, 7mgpbas 20092 . . . . 5 𝐾 = (Base‘(mulGrp‘𝑅))
2927ringmgp 20186 . . . . . . 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 19037 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 𝑋) ∈ 𝐾)
357, 11, 24, 26, 34ringcld 20207 . . 3 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) ∈ 𝐾)
36 fvexd 6857 . . . 4 (𝜑 → (0g𝑅) ∈ V)
37 fveq2 6842 . . . . 5 (𝑘 = 𝑗 → (𝐹𝑘) = (𝐹𝑗))
38 oveq1 7375 . . . . 5 (𝑘 = 𝑗 → (𝑘 𝑋) = (𝑗 𝑋))
3937, 38oveq12d 7386 . . . 4 (𝑘 = 𝑗 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)))
40 breq1 5103 . . . . . . 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 3161 . . . . 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 12431 . . . . . . 7 3 ∈ ℕ0
4544a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 3 ∈ ℕ0)
4643, 45eqeltrd 2837 . . . . 5 (𝜑 → (𝐸𝑀) ∈ ℕ0)
4710ad2antrr 727 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑀𝑈)
48 simplr 769 . . . . . . . . . 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 26070 . . . . . . . . . 10 ((𝑀𝑈𝑗 ∈ ℕ0 ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝐹𝑗) = (0g𝑅))
5247, 48, 49, 51syl3anc 1374 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝐹𝑗) = (0g𝑅))
5352oveq1d 7383 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = ((0g𝑅) · (𝑗 𝑋)))
5420ad2antrr 727 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑅 ∈ Ring)
5554, 29syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (mulGrp‘𝑅) ∈ Mnd)
5615ad2antrr 727 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → 𝑋𝐾)
5728, 12, 55, 48, 56mulgnn0cld 19037 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → (𝑗 𝑋) ∈ 𝐾)
587, 11, 18, 54, 57ringlzd 20242 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → ((0g𝑅) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅))
5953, 58eqtrd 2772 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸𝑀) < 𝑗) → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅))
6059ex 412 . . . . . 6 ((𝜑𝑗 ∈ ℕ0) → ((𝐸𝑀) < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)))
6160ralrimiva 3130 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑗 ∈ ℕ0 ((𝐸𝑀) < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)))
6242, 46, 61rspcedvdw 3581 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑖 ∈ ℕ0𝑗 ∈ ℕ0 (𝑖 < 𝑗 → ((𝐹𝑗) · (𝑗 𝑋)) = (0g𝑅)))
6336, 35, 39, 62mptnn0fsuppd 13933 . . 3 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))) finSupp (0g𝑅))
64 fzouzdisj 13623 . . . 4 ((0..^4) ∩ (ℤ‘4)) = ∅
6564a1i 11 . . 3 (𝜑 → ((0..^4) ∩ (ℤ‘4)) = ∅)
66 nn0uz 12801 . . . . 5 0 = (ℤ‘0)
67 4nn0 12432 . . . . . . 7 4 ∈ ℕ0
6867, 66eleqtri 2835 . . . . . 6 4 ∈ (ℤ‘0)
69 fzouzsplit 13622 . . . . . 6 (4 ∈ (ℤ‘0) → (ℤ‘0) = ((0..^4) ∪ (ℤ‘4)))
7068, 69ax-mp 5 . . . . 5 (ℤ‘0) = ((0..^4) ∪ (ℤ‘4))
7166, 70eqtri 2760 . . . 4 0 = ((0..^4) ∪ (ℤ‘4))
7271a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℕ0 = ((0..^4) ∪ (ℤ‘4)))
737, 18, 19, 21, 23, 35, 63, 65, 72gsumsplit2 19870 . 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 13909 . . . . . 6 (0..^4) ∈ Fin
7574a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^4) ∈ Fin)
76 fzo0ssnn0 13674 . . . . . . . 8 (0..^4) ⊆ ℕ0
7776a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^4) ⊆ ℕ0)
7877sselda 3935 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^4)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
7978, 35syldan 592 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^4)) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) ∈ 𝐾)
80 0ne2 12359 . . . . . . 7 0 ≠ 2
81 1ne2 12360 . . . . . . 7 1 ≠ 2
82 0re 11146 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ
83 3pos 12262 . . . . . . . 8 0 < 3
8482, 83ltneii 11258 . . . . . . 7 0 ≠ 3
85 1re 11144 . . . . . . . 8 1 ∈ ℝ
86 1lt3 12325 . . . . . . . 8 1 < 3
8785, 86ltneii 11258 . . . . . . 7 1 ≠ 3
88 disjpr2 4672 . . . . . . 7 (((0 ≠ 2 ∧ 1 ≠ 2) ∧ (0 ≠ 3 ∧ 1 ≠ 3)) → ({0, 1} ∩ {2, 3}) = ∅)
8980, 81, 84, 87, 88mp4an 694 . . . . . 6 ({0, 1} ∩ {2, 3}) = ∅
9089a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → ({0, 1} ∩ {2, 3}) = ∅)
91 fzo0to42pr 13681 . . . . . 6 (0..^4) = ({0, 1} ∪ {2, 3})
9291a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (0..^4) = ({0, 1} ∪ {2, 3}))
937, 19, 21, 75, 79, 90, 92gsummptfidmsplit 19871 . . . 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 12786 . . . . . . . . . . . . 13 (4 ∈ (ℤ‘0) → (ℤ‘4) ⊆ (ℤ‘0))
9668, 95ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (ℤ‘4) ⊆ (ℤ‘0)
9796, 66sseqtrri 3985 . . . . . . . . . . 11 (ℤ‘4) ⊆ ℕ0
9897a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (ℤ‘4) ⊆ ℕ0)
9998sselda 3935 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
10043adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝐸𝑀) = 3)
101 3p1e4 12297 . . . . . . . . . . . . . 14 (3 + 1) = 4
102101fveq2i 6845 . . . . . . . . . . . . 13 (ℤ‘(3 + 1)) = (ℤ‘4)
103102eleq2i 2829 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (ℤ‘(3 + 1)) ↔ 𝑘 ∈ (ℤ‘4))
104 3z 12536 . . . . . . . . . . . . 13 3 ∈ ℤ
105 eluzp1l 12790 . . . . . . . . . . . . 13 ((3 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ‘(3 + 1))) → 3 < 𝑘)
106104, 105mpan 691 . . . . . . . . . . . 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 5122 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝐸𝑀) < 𝑘)
11050, 6, 8, 18, 13deg1lt 26070 . . . . . . . . 9 ((𝑀𝑈𝑘 ∈ ℕ0 ∧ (𝐸𝑀) < 𝑘) → (𝐹𝑘) = (0g𝑅))
11194, 99, 109, 110syl3anc 1374 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝐹𝑘) = (0g𝑅))
112111oveq1d 7383 . . . . . . 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 19037 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → (𝑘 𝑋) ∈ 𝐾)
1177, 11, 18, 113, 116ringlzd 20242 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → ((0g𝑅) · (𝑘 𝑋)) = (0g𝑅))
118112, 117eqtrd 2772 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (ℤ‘4)) → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = (0g𝑅))
119118mpteq2dva 5193 . . . . 5 (𝜑 → (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋))) = (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅)))
120119oveq2d 7384 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅))))
12193, 120oveq12d 7386 . . 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 12428 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℕ0
123122a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ∈ ℕ0)
124 1nn0 12429 . . . . . . . . 9 1 ∈ ℕ0
125124a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 1 ∈ ℕ0)
126 0ne1 12228 . . . . . . . . 9 0 ≠ 1
127126a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 ≠ 1)
12813, 8, 6, 7coe1fvalcl 22165 . . . . . . . . . 10 ((𝑀𝑈 ∧ 0 ∈ ℕ0) → (𝐹‘0) ∈ 𝐾)
12910, 122, 128sylancl 587 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘0) ∈ 𝐾)
13028, 12, 30, 123, 15mulgnn0cld 19037 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (0 𝑋) ∈ 𝐾)
1317, 11, 20, 129, 130ringcld 20207 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐹‘0) · (0 𝑋)) ∈ 𝐾)
13213, 8, 6, 7coe1fvalcl 22165 . . . . . . . . . 10 ((𝑀𝑈 ∧ 1 ∈ ℕ0) → (𝐹‘1) ∈ 𝐾)
13310, 124, 132sylancl 587 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘1) ∈ 𝐾)
13428, 12, 30, 125, 15mulgnn0cld 19037 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 𝑋) ∈ 𝐾)
1357, 11, 20, 133, 134ringcld 20207 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐹‘1) · (1 𝑋)) ∈ 𝐾)
136 fveq2 6842 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘0))
137 oveq1 7375 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 0 → (𝑘 𝑋) = (0 𝑋))
138136, 137oveq12d 7386 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 0 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((𝐹‘0) · (0 𝑋)))
139 fveq2 6842 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 1 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘1))
140 oveq1 7375 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 1 → (𝑘 𝑋) = (1 𝑋))
141139, 140oveq12d 7386 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 1 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = ((𝐹‘1) · (1 𝑋)))
1427, 19, 138, 141gsumpr 19896 . . . . . . . 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 1391 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = (((𝐹‘0) · (0 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 𝑋))))
144 eqid 2737 . . . . . . . . . 10 (1r𝑅) = (1r𝑅)
145 evl1deg3.d . . . . . . . . . . 11 𝐷 = (𝐹‘0)
146145, 129eqeltrid 2841 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐷𝐾)
1477, 11, 144, 20, 146ringridmd 20220 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐷 · (1r𝑅)) = 𝐷)
148147oveq1d 7383 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐷 · (1r𝑅)) + (𝐶 · 𝑋)) = (𝐷 + (𝐶 · 𝑋)))
149145a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐷 = (𝐹‘0))
15027, 144ringidval 20130 . . . . . . . . . . . . 13 (1r𝑅) = (0g‘(mulGrp‘𝑅))
15128, 150, 12mulg0 19016 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋𝐾 → (0 𝑋) = (1r𝑅))
15215, 151syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (0 𝑋) = (1r𝑅))
153152eqcomd 2743 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1r𝑅) = (0 𝑋))
154149, 153oveq12d 7386 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐷 · (1r𝑅)) = ((𝐹‘0) · (0 𝑋)))
155 evl1deg3.c . . . . . . . . . . 11 𝐶 = (𝐹‘1)
156155a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐶 = (𝐹‘1))
15728, 12mulg1 19023 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋𝐾 → (1 𝑋) = 𝑋)
15815, 157syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (1 𝑋) = 𝑋)
159158eqcomd 2743 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑋 = (1 𝑋))
160156, 159oveq12d 7386 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 · 𝑋) = ((𝐹‘1) · (1 𝑋)))
161154, 160oveq12d 7386 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐷 · (1r𝑅)) + (𝐶 · 𝑋)) = (((𝐹‘0) · (0 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 𝑋))))
162160, 135eqeltrd 2837 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 · 𝑋) ∈ 𝐾)
1637, 19ringcom 20227 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐷𝐾 ∧ (𝐶 · 𝑋) ∈ 𝐾) → (𝐷 + (𝐶 · 𝑋)) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
16420, 146, 162, 163syl3anc 1374 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐷 + (𝐶 · 𝑋)) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
165148, 161, 1643eqtr3d 2780 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐹‘0) · (0 𝑋)) + ((𝐹‘1) · (1 𝑋))) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
166143, 165eqtrd 2772 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {0, 1} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷))
167 2nn0 12430 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℕ0
168167a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ∈ ℕ0)
169 2re 12231 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ
170 2lt3 12324 . . . . . . . . . 10 2 < 3
171169, 170ltneii 11258 . . . . . . . . 9 2 ≠ 3
172171a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → 2 ≠ 3)
173 evl1deg3.b . . . . . . . . . 10 𝐵 = (𝐹‘2)
17413, 8, 6, 7coe1fvalcl 22165 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀𝑈 ∧ 2 ∈ ℕ0) → (𝐹‘2) ∈ 𝐾)
17510, 167, 174sylancl 587 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹‘2) ∈ 𝐾)
176173, 175eqeltrid 2841 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐵𝐾)
17728, 12, 30, 168, 15mulgnn0cld 19037 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (2 𝑋) ∈ 𝐾)
1787, 11, 20, 176, 177ringcld 20207 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐵 · (2 𝑋)) ∈ 𝐾)
179 evl1deg3.a . . . . . . . . . 10 𝐴 = (𝐹‘3)
18013, 8, 6, 7coe1fvalcl 22165 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀𝑈 ∧ 3 ∈ ℕ0) → (𝐹‘3) ∈ 𝐾)
18110, 44, 180sylancl 587 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐹‘3) ∈ 𝐾)
182179, 181eqeltrid 2841 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴𝐾)
18328, 12, 30, 45, 15mulgnn0cld 19037 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (3 𝑋) ∈ 𝐾)
1847, 11, 20, 182, 183ringcld 20207 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 · (3 𝑋)) ∈ 𝐾)
185 fveq2 6842 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 2 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘2))
186185, 173eqtr4di 2790 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝐹𝑘) = 𝐵)
187 oveq1 7375 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 2 → (𝑘 𝑋) = (2 𝑋))
188186, 187oveq12d 7386 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 2 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = (𝐵 · (2 𝑋)))
189 fveq2 6842 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 3 → (𝐹𝑘) = (𝐹‘3))
190189, 179eqtr4di 2790 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝐹𝑘) = 𝐴)
191 oveq1 7375 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 3 → (𝑘 𝑋) = (3 𝑋))
192190, 191oveq12d 7386 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 3 → ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)) = (𝐴 · (3 𝑋)))
1937, 19, 188, 192gsumpr 19896 . . . . . . . 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 1391 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = ((𝐵 · (2 𝑋)) + (𝐴 · (3 𝑋))))
1957, 19cmncom 19739 . . . . . . . 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 1374 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐵 · (2 𝑋)) + (𝐴 · (3 𝑋))) = ((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))))
197194, 196eqtrd 2772 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ {2, 3} ↦ ((𝐹𝑘) · (𝑘 𝑋)))) = ((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))))
198166, 197oveq12d 7386 . . . . 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 20194 . . . . . . 7 (𝜑𝑅 ∈ Grp)
2007, 19, 199, 162, 146grpcld 18889 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷) ∈ 𝐾)
2017, 19, 199, 184, 178grpcld 18889 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) ∈ 𝐾)
2027, 19cmncom 19739 . . . . . 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 1374 . . . . 5 (𝜑 → (((𝐶 · 𝑋) + 𝐷) + ((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋)))) = (((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
204198, 203eqtrd 2772 . . . 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 18888 . . . . 5 (𝜑𝑅 ∈ Mnd)
206 fvexd 6857 . . . . 5 (𝜑 → (ℤ‘4) ∈ V)
20718gsumz 18773 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Mnd ∧ (ℤ‘4) ∈ V) → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅))) = (0g𝑅))
208205, 206, 207syl2anc 585 . . . 4 (𝜑 → (𝑅 Σg (𝑘 ∈ (ℤ‘4) ↦ (0g𝑅))) = (0g𝑅))
209204, 208oveq12d 7386 . . 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 18889 . . . 4 (𝜑 → (((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)) ∈ 𝐾)
2117, 19, 18, 199, 210grpridd 18912 . . 3 (𝜑 → ((((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)) + (0g𝑅)) = (((𝐴 · (3 𝑋)) + (𝐵 · (2 𝑋))) + ((𝐶 · 𝑋) + 𝐷)))
212121, 209, 2113eqtrd 2776 . 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 2776 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 1542  wcel 2114  wne 2933  wral 3052  Vcvv 3442  cun 3901  cin 3902  wss 3903  c0 4287  {cpr 4584   class class class wbr 5100  cmpt 5181  cfv 6500  (class class class)co 7368  Fincfn 8895  0cc0 11038  1c1 11039   + caddc 11041   < clt 11178  2c2 12212  3c3 12213  4c4 12214  0cn0 12413  cz 12500  cuz 12763  ..^cfzo 13582  Basecbs 17148  +gcplusg 17189  .rcmulr 17190  0gc0g 17371   Σg cgsu 17372  Mndcmnd 18671  .gcmg 19009  CMndccmn 19721  mulGrpcmgp 20087  1rcur 20128  Ringcrg 20180  CRingccrg 20181  Poly1cpl1 22129  coe1cco1 22130  eval1ce1 22270  deg1cdg1 26027
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116  ax-addf 11117
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-se 5586  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-isom 6509  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-of 7632  df-ofr 7633  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-supp 8113  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-2o 8408  df-er 8645  df-map 8777  df-pm 8778  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fsupp 9277  df-sup 9357  df-oi 9427  df-card 9863  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-4 12222  df-5 12223  df-6 12224  df-7 12225  df-8 12226  df-9 12227  df-n0 12414  df-z 12501  df-dec 12620  df-uz 12764  df-fz 13436  df-fzo 13583  df-seq 13937  df-hash 14266  df-struct 17086  df-sets 17103  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-ress 17170  df-plusg 17202  df-mulr 17203  df-starv 17204  df-sca 17205  df-vsca 17206  df-ip 17207  df-tset 17208  df-ple 17209  df-ds 17211  df-unif 17212  df-hom 17213  df-cco 17214  df-0g 17373  df-gsum 17374  df-prds 17379  df-pws 17381  df-mre 17517  df-mrc 17518  df-acs 17520  df-mgm 18577  df-sgrp 18656  df-mnd 18672  df-mhm 18720  df-submnd 18721  df-grp 18878  df-minusg 18879  df-sbg 18880  df-mulg 19010  df-subg 19065  df-ghm 19154  df-cntz 19258  df-cmn 19723  df-abl 19724  df-mgp 20088  df-rng 20100  df-ur 20129  df-srg 20134  df-ring 20182  df-cring 20183  df-rhm 20420  df-subrng 20491  df-subrg 20515  df-lmod 20825  df-lss 20895  df-lsp 20935  df-cnfld 21322  df-assa 21820  df-asp 21821  df-ascl 21822  df-psr 21877  df-mvr 21878  df-mpl 21879  df-opsr 21881  df-evls 22041  df-evl 22042  df-psr1 22132  df-vr1 22133  df-ply1 22134  df-coe1 22135  df-evls1 22271  df-evl1 22272  df-mdeg 26028  df-deg1 26029
This theorem is referenced by:  2sqr3minply  33958
  Copyright terms: Public domain W3C validator