Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  gsummoncoe1fzo Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem gsummoncoe1fzo 33793
Description: A coefficient of the polynomial represented as a sum of scaled monomials is the coefficient of the corresponding scaled monomial. (Contributed by Thierry Arnoux, 20-Feb-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
gsummoncoe1fzo.p 𝑃 = (Poly1𝑅)
gsummoncoe1fzo.b 𝐵 = (Base‘𝑃)
gsummoncoe1fzo.x 𝑋 = (var1𝑅)
gsummoncoe1fzo.e = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
gsummoncoe1fzo.r (𝜑𝑅 ∈ Ring)
gsummoncoe1fzo.k 𝐾 = (Base‘𝑅)
gsummoncoe1fzo.m = ( ·𝑠𝑃)
gsummoncoe1fzo.1 0 = (0g𝑅)
gsummoncoe1fzo.a (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (0..^𝑁)𝐴𝐾)
gsummoncoe1fzo.l (𝜑𝐿 ∈ (0..^𝑁))
gsummoncoe1fzo.n (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
gsummoncoe1fzo.2 (𝑘 = 𝐿𝐴 = 𝐶)
Assertion
Ref Expression
gsummoncoe1fzo (𝜑 → ((coe1‘(𝑃 Σg (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝐴 (𝑘 𝑋)))))‘𝐿) = 𝐶)
Distinct variable groups:   ,𝑘   0 ,𝑘   ,𝑘   𝐵,𝑘   𝐶,𝑘   𝑘,𝐾   𝑘,𝐿   𝑘,𝑁   𝑃,𝑘   𝑅,𝑘   𝜑,𝑘
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑘)   𝑋(𝑘)

Proof of Theorem gsummoncoe1fzo
StepHypRef Expression
1 gsummoncoe1fzo.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝑃)
2 eqid 2762 . . . . . . 7 (0g𝑃) = (0g𝑃)
3 gsummoncoe1fzo.r . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
4 gsummoncoe1fzo.p . . . . . . . . . 10 𝑃 = (Poly1𝑅)
54ply1ring 22309 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
63, 5syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
76ringcmnd 20334 . . . . . . 7 (𝜑𝑃 ∈ CMnd)
8 nn0ex 12487 . . . . . . . 8 0 ∈ V
98a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → ℕ0 ∈ V)
10 simpr 488 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → 𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁)))
1110eldifbd 3917 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → ¬ 𝑘 ∈ (0..^𝑁))
1211iffalsed 4491 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = 0 )
1312oveq1d 7411 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)) = ( 0 (𝑘 𝑋)))
143adantr 484 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → 𝑅 ∈ Ring)
1510eldifad 3916 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → 𝑘 ∈ ℕ0)
16 eqid 2762 . . . . . . . . . . . 12 (mulGrp‘𝑃) = (mulGrp‘𝑃)
1716, 1mgpbas 20191 . . . . . . . . . . 11 𝐵 = (Base‘(mulGrp‘𝑃))
18 gsummoncoe1fzo.e . . . . . . . . . . 11 = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
1916ringmgp 20289 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑃 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd)
206, 19syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd)
2120adantr 484 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd)
22 simpr 488 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
23 gsummoncoe1fzo.x . . . . . . . . . . . . . 14 𝑋 = (var1𝑅)
2423, 4, 1vr1cl 22279 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅 ∈ Ring → 𝑋𝐵)
253, 24syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑋𝐵)
2625adantr 484 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑋𝐵)
2717, 18, 21, 22, 26mulgnn0cld 19137 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 𝑋) ∈ 𝐵)
2815, 27syldan 600 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → (𝑘 𝑋) ∈ 𝐵)
29 gsummoncoe1fzo.m . . . . . . . . . 10 = ( ·𝑠𝑃)
30 gsummoncoe1fzo.1 . . . . . . . . . 10 0 = (0g𝑅)
314, 1, 29, 30ply10s0 22319 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑘 𝑋) ∈ 𝐵) → ( 0 (𝑘 𝑋)) = (0g𝑃))
3214, 28, 31syl2anc 593 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → ( 0 (𝑘 𝑋)) = (0g𝑃))
3313, 32eqtrd 2797 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)) = (0g𝑃))
34 fzofi 13987 . . . . . . . 8 (0..^𝑁) ∈ Fin
3534a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^𝑁) ∈ Fin)
364ply1lmod 22313 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ LMod)
373, 36syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑃 ∈ LMod)
3837adantr 484 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ LMod)
39 gsummoncoe1fzo.a . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (0..^𝑁)𝐴𝐾)
4039r19.21bi 3254 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → 𝐴𝐾)
4140adantlr 725 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → 𝐴𝐾)
42 gsummoncoe1fzo.k . . . . . . . . . . . . 13 𝐾 = (Base‘𝑅)
4342, 30ring0cl 20317 . . . . . . . . . . . 12 (𝑅 ∈ Ring → 0𝐾)
443, 43syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑0𝐾)
4544ad2antrr 736 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → 0𝐾)
4641, 45ifclda 4516 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) ∈ 𝐾)
474ply1sca 22314 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 = (Scalar‘𝑃))
483, 47syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑅 = (Scalar‘𝑃))
4948fveq2d 6871 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
5042, 49eqtrid 2809 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐾 = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
5150adantr 484 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐾 = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
5246, 51eleqtrd 2864 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)))
53 eqid 2762 . . . . . . . . 9 (Scalar‘𝑃) = (Scalar‘𝑃)
54 eqid 2762 . . . . . . . . 9 (Base‘(Scalar‘𝑃)) = (Base‘(Scalar‘𝑃))
551, 53, 29, 54lmodvscl 20945 . . . . . . . 8 ((𝑃 ∈ LMod ∧ if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ (𝑘 𝑋) ∈ 𝐵) → (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)) ∈ 𝐵)
5638, 52, 27, 55syl3anc 1390 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)) ∈ 𝐵)
57 fzo0ssnn0 13752 . . . . . . . 8 (0..^𝑁) ⊆ ℕ0
5857a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^𝑁) ⊆ ℕ0)
591, 2, 7, 9, 33, 35, 56, 58gsummptres2 33233 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑃 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)))) = (𝑃 Σg (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)))))
60 simpr 488 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → 𝑘 ∈ (0..^𝑁))
6160iftrued 4488 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = 𝐴)
6261oveq1d 7411 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)) = (𝐴 (𝑘 𝑋)))
6362mpteq2dva 5193 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋))) = (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝐴 (𝑘 𝑋))))
6463oveq2d 7412 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑃 Σg (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)))) = (𝑃 Σg (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝐴 (𝑘 𝑋)))))
6559, 64eqtrd 2797 . . . . 5 (𝜑 → (𝑃 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)))) = (𝑃 Σg (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝐴 (𝑘 𝑋)))))
6665fveq2d 6871 . . . 4 (𝜑 → (coe1‘(𝑃 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋))))) = (coe1‘(𝑃 Σg (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝐴 (𝑘 𝑋))))))
6766fveq1d 6869 . . 3 (𝜑 → ((coe1‘(𝑃 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)))))‘𝐿) = ((coe1‘(𝑃 Σg (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝐴 (𝑘 𝑋)))))‘𝐿))
6846ralrimiva 3154 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ ℕ0 if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) ∈ 𝐾)
69 eqid 2762 . . . . 5 (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 )) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ))
7069, 9, 35, 40, 44mptiffisupp 32895 . . . 4 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 )) finSupp 0 )
71 gsummoncoe1fzo.l . . . . 5 (𝜑𝐿 ∈ (0..^𝑁))
7257, 71sselid 3934 . . . 4 (𝜑𝐿 ∈ ℕ0)
734, 1, 23, 18, 3, 42, 29, 30, 68, 70, 72gsummoncoe1 22371 . . 3 (𝜑 → ((coe1‘(𝑃 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)))))‘𝐿) = 𝐿 / 𝑘if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ))
7467, 73eqtr3d 2799 . 2 (𝜑 → ((coe1‘(𝑃 Σg (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝐴 (𝑘 𝑋)))))‘𝐿) = 𝐿 / 𝑘if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ))
75 eleq1 2850 . . . . 5 (𝑘 = 𝐿 → (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↔ 𝐿 ∈ (0..^𝑁)))
76 gsummoncoe1fzo.2 . . . . 5 (𝑘 = 𝐿𝐴 = 𝐶)
7775, 76ifbieq1d 4505 . . . 4 (𝑘 = 𝐿 → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = if(𝐿 ∈ (0..^𝑁), 𝐶, 0 ))
7877adantl 485 . . 3 ((𝜑𝑘 = 𝐿) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = if(𝐿 ∈ (0..^𝑁), 𝐶, 0 ))
7971, 78csbied 3888 . 2 (𝜑𝐿 / 𝑘if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = if(𝐿 ∈ (0..^𝑁), 𝐶, 0 ))
8071iftrued 4488 . 2 (𝜑 → if(𝐿 ∈ (0..^𝑁), 𝐶, 0 ) = 𝐶)
8174, 79, 803eqtrd 2801 1 (𝜑 → ((coe1‘(𝑃 Σg (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝐴 (𝑘 𝑋)))))‘𝐿) = 𝐶)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 399   = wceq 1560  wcel 2142  wral 3076  Vcvv 3454  csb 3852  cdif 3901  wss 3904  ifcif 4480  cmpt 5181  cfv 6521  (class class class)co 7396  Fincfn 8927  0cc0 11073  0cn0 12481  ..^cfzo 13659  Basecbs 17245  Scalarcsca 17289   ·𝑠 cvsca 17290  0gc0g 17468   Σg cgsu 17469  Mndcmnd 18768  .gcmg 19109  mulGrpcmgp 20186  Ringcrg 20283  LModclmod 20927  var1cv1 22238  Poly1cpl1 22239  coe1cco1 22240
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1815  ax-4 1829  ax-5 1930  ax-6 1987  ax-7 2028  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5227  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5322  ax-pr 5390  ax-un 7718  ax-cnex 11129  ax-resscn 11130  ax-1cn 11131  ax-icn 11132  ax-addcl 11133  ax-addrcl 11134  ax-mulcl 11135  ax-mulrcl 11136  ax-mulcom 11137  ax-addass 11138  ax-mulass 11139  ax-distr 11140  ax-i2m1 11141  ax-1ne0 11142  ax-1rid 11143  ax-rnegex 11144  ax-rrecex 11145  ax-cnre 11146  ax-pre-lttri 11147  ax-pre-lttrn 11148  ax-pre-ltadd 11149  ax-pre-mulgt0 11150
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1099  df-3an 1100  df-tru 1563  df-fal 1573  df-ex 1800  df-nf 1804  df-sb 2091  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3456  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4906  df-iun 4951  df-iin 4952  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-se 5601  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-pred 6288  df-ord 6349  df-on 6350  df-lim 6351  df-suc 6352  df-iota 6477  df-fun 6523  df-fn 6524  df-f 6525  df-f1 6526  df-fo 6527  df-f1o 6528  df-fv 6529  df-isom 6530  df-riota 7353  df-ov 7399  df-oprab 7400  df-mpo 7401  df-of 7660  df-ofr 7661  df-om 7847  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-supp 8141  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-2o 8438  df-er 8678  df-map 8810  df-pm 8811  df-ixp 8880  df-en 8928  df-dom 8929  df-sdom 8930  df-fin 8931  df-fsupp 9308  df-sup 9388  df-oi 9458  df-card 9897  df-pnf 11218  df-mnf 11219  df-xr 11220  df-ltxr 11221  df-le 11222  df-sub 11416  df-neg 11417  df-nn 12211  df-2 12280  df-3 12281  df-4 12282  df-5 12283  df-6 12284  df-7 12285  df-8 12286  df-9 12287  df-n0 12482  df-z 12569  df-dec 12689  df-uz 12840  df-fz 13513  df-fzo 13660  df-seq 14015  df-hash 14344  df-struct 17183  df-sets 17200  df-slot 17218  df-ndx 17230  df-base 17246  df-ress 17267  df-plusg 17299  df-mulr 17300  df-sca 17302  df-vsca 17303  df-ip 17304  df-tset 17305  df-ple 17306  df-ds 17308  df-hom 17310  df-cco 17311  df-0g 17470  df-gsum 17471  df-prds 17476  df-pws 17478  df-mre 17614  df-mrc 17615  df-acs 17617  df-mgm 18674  df-sgrp 18753  df-mnd 18769  df-mhm 18817  df-submnd 18818  df-grp 18978  df-minusg 18979  df-sbg 18980  df-mulg 19110  df-subg 19165  df-ghm 19254  df-cntz 19357  df-cmn 19822  df-abl 19823  df-mgp 20187  df-rng 20199  df-ur 20232  df-ring 20285  df-subrng 20596  df-subrg 20620  df-lmod 20929  df-lss 20999  df-psr 21961  df-mvr 21962  df-mpl 21963  df-opsr 21965  df-psr1 22242  df-vr1 22243  df-ply1 22244  df-coe1 22245
This theorem is referenced by:  gsummoncoe1fz  33794  ply1gsumz  33795
  Copyright terms: Public domain W3C validator