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 33831
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 2769 . . . . . . 7 (0g𝑃) = (0g𝑃)
3 gsummoncoe1fzo.r . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
4 gsummoncoe1fzo.p . . . . . . . . . 10 𝑃 = (Poly1𝑅)
54ply1ring 22375 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
63, 5syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
76ringcmnd 20366 . . . . . . 7 (𝜑𝑃 ∈ CMnd)
8 nn0ex 12509 . . . . . . . 8 0 ∈ V
98a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → ℕ0 ∈ V)
10 simpr 489 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → 𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁)))
1110eldifbd 3926 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → ¬ 𝑘 ∈ (0..^𝑁))
1211iffalsed 4503 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = 0 )
1312oveq1d 7426 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)) = ( 0 (𝑘 𝑋)))
143adantr 485 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → 𝑅 ∈ Ring)
1510eldifad 3925 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → 𝑘 ∈ ℕ0)
16 eqid 2769 . . . . . . . . . . . 12 (mulGrp‘𝑃) = (mulGrp‘𝑃)
1716, 1mgpbas 20220 . . . . . . . . . . 11 𝐵 = (Base‘(mulGrp‘𝑃))
18 gsummoncoe1fzo.e . . . . . . . . . . 11 = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
1916ringmgp 20320 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑃 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd)
206, 19syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd)
2120adantr 485 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd)
22 simpr 489 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
23 gsummoncoe1fzo.x . . . . . . . . . . . . . 14 𝑋 = (var1𝑅)
2423, 4, 1vr1cl 22345 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅 ∈ Ring → 𝑋𝐵)
253, 24syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑋𝐵)
2625adantr 485 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑋𝐵)
2717, 18, 21, 22, 26mulgnn0cld 19160 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 𝑋) ∈ 𝐵)
2815, 27syldan 602 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → (𝑘 𝑋) ∈ 𝐵)
29 gsummoncoe1fzo.m . . . . . . . . . 10 = ( ·𝑠𝑃)
30 gsummoncoe1fzo.1 . . . . . . . . . 10 0 = (0g𝑅)
314, 1, 29, 30ply10s0 22385 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑘 𝑋) ∈ 𝐵) → ( 0 (𝑘 𝑋)) = (0g𝑃))
3214, 28, 31syl2anc 595 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → ( 0 (𝑘 𝑋)) = (0g𝑃))
3313, 32eqtrd 2804 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)) = (0g𝑃))
34 fzofi 14009 . . . . . . . 8 (0..^𝑁) ∈ Fin
3534a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^𝑁) ∈ Fin)
364ply1lmod 22379 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ LMod)
373, 36syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑃 ∈ LMod)
3837adantr 485 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ LMod)
39 gsummoncoe1fzo.a . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (0..^𝑁)𝐴𝐾)
4039r19.21bi 3263 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → 𝐴𝐾)
4140adantlr 727 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → 𝐴𝐾)
42 gsummoncoe1fzo.k . . . . . . . . . . . . 13 𝐾 = (Base‘𝑅)
4342, 30ring0cl 20349 . . . . . . . . . . . 12 (𝑅 ∈ Ring → 0𝐾)
443, 43syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝜑0𝐾)
4544ad2antrr 738 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → 0𝐾)
4641, 45ifclda 4528 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) ∈ 𝐾)
474ply1sca 22380 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 = (Scalar‘𝑃))
483, 47syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑅 = (Scalar‘𝑃))
4948fveq2d 6886 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
5042, 49eqtrid 2816 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐾 = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
5150adantr 485 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐾 = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
5246, 51eleqtrd 2871 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)))
53 eqid 2769 . . . . . . . . 9 (Scalar‘𝑃) = (Scalar‘𝑃)
54 eqid 2769 . . . . . . . . 9 (Base‘(Scalar‘𝑃)) = (Base‘(Scalar‘𝑃))
551, 53, 29, 54lmodvscl 20976 . . . . . . . 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 1396 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)) ∈ 𝐵)
57 fzo0ssnn0 13774 . . . . . . . 8 (0..^𝑁) ⊆ ℕ0
5857a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^𝑁) ⊆ ℕ0)
591, 2, 7, 9, 33, 35, 56, 58gsummptres2 33313 . . . . . 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 489 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → 𝑘 ∈ (0..^𝑁))
6160iftrued 4500 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = 𝐴)
6261oveq1d 7426 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)) = (𝐴 (𝑘 𝑋)))
6362mpteq2dva 5208 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋))) = (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝐴 (𝑘 𝑋))))
6463oveq2d 7427 . . . . . 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 2804 . . . . 5 (𝜑 → (𝑃 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)))) = (𝑃 Σg (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝐴 (𝑘 𝑋)))))
6665fveq2d 6886 . . . 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 6884 . . 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 3163 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ ℕ0 if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) ∈ 𝐾)
69 eqid 2769 . . . . 5 (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 )) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ))
7069, 9, 35, 40, 44mptiffisupp 32978 . . . 4 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 )) finSupp 0 )
71 gsummoncoe1fzo.l . . . . 5 (𝜑𝐿 ∈ (0..^𝑁))
7257, 71sselid 3943 . . . 4 (𝜑𝐿 ∈ ℕ0)
734, 1, 23, 18, 3, 42, 29, 30, 68, 70, 72gsummoncoe1 22436 . . 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 2806 . 2 (𝜑 → ((coe1‘(𝑃 Σg (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝐴 (𝑘 𝑋)))))‘𝐿) = 𝐿 / 𝑘if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ))
75 eleq1 2857 . . . . 5 (𝑘 = 𝐿 → (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↔ 𝐿 ∈ (0..^𝑁)))
76 gsummoncoe1fzo.2 . . . . 5 (𝑘 = 𝐿𝐴 = 𝐶)
7775, 76ifbieq1d 4517 . . . 4 (𝑘 = 𝐿 → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = if(𝐿 ∈ (0..^𝑁), 𝐶, 0 ))
7877adantl 486 . . 3 ((𝜑𝑘 = 𝐿) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = if(𝐿 ∈ (0..^𝑁), 𝐶, 0 ))
7971, 78csbied 3897 . 2 (𝜑𝐿 / 𝑘if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = if(𝐿 ∈ (0..^𝑁), 𝐶, 0 ))
8071iftrued 4500 . 2 (𝜑 → if(𝐿 ∈ (0..^𝑁), 𝐶, 0 ) = 𝐶)
8174, 79, 803eqtrd 2808 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 400   = wceq 1567  wcel 2149  wral 3085  Vcvv 3463  csb 3861  cdif 3910  wss 3913  ifcif 4492  cmpt 5196  cfv 6537  (class class class)co 7411  Fincfn 8942  0cc0 11099  0cn0 12503  ..^cfzo 13681  Basecbs 17268  Scalarcsca 17312   ·𝑠 cvsca 17313  0gc0g 17491   Σg cgsu 17492  Mndcmnd 18791  .gcmg 19132  mulGrpcmgp 20215  Ringcrg 20314  LModclmod 20958  var1cv1 22304  Poly1cpl1 22305  coe1cco1 22306
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5242  ax-sep 5261  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-cnex 11155  ax-resscn 11156  ax-1cn 11157  ax-icn 11158  ax-addcl 11159  ax-addrcl 11160  ax-mulcl 11161  ax-mulrcl 11162  ax-mulcom 11163  ax-addass 11164  ax-mulass 11165  ax-distr 11166  ax-i2m1 11167  ax-1ne0 11168  ax-1rid 11169  ax-rnegex 11170  ax-rrecex 11171  ax-cnre 11172  ax-pre-lttri 11173  ax-pre-lttrn 11174  ax-pre-ltadd 11175  ax-pre-mulgt0 11176
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4877  df-int 4917  df-iun 4962  df-iin 4963  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5557  df-eprel 5562  df-po 5570  df-so 5571  df-fr 5615  df-se 5616  df-we 5617  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7368  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-of 7675  df-ofr 7676  df-om 7862  df-1st 7985  df-2nd 7986  df-supp 8156  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-1o 8452  df-2o 8453  df-er 8693  df-map 8825  df-pm 8826  df-ixp 8895  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-fin 8946  df-fsupp 9321  df-sup 9401  df-oi 9471  df-card 9924  df-pnf 11244  df-mnf 11245  df-xr 11246  df-ltxr 11247  df-le 11248  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12233  df-2 12302  df-3 12303  df-4 12304  df-5 12305  df-6 12306  df-7 12307  df-8 12308  df-9 12309  df-n0 12504  df-z 12591  df-dec 12711  df-uz 12862  df-fz 13535  df-fzo 13682  df-seq 14037  df-hash 14366  df-struct 17206  df-sets 17223  df-slot 17241  df-ndx 17253  df-base 17269  df-ress 17290  df-plusg 17322  df-mulr 17323  df-sca 17325  df-vsca 17326  df-ip 17327  df-tset 17328  df-ple 17329  df-ds 17331  df-hom 17333  df-cco 17334  df-0g 17493  df-gsum 17494  df-prds 17499  df-pws 17501  df-mre 17637  df-mrc 17638  df-acs 17640  df-mgm 18697  df-sgrp 18776  df-mnd 18792  df-mhm 18840  df-submnd 18841  df-grp 19002  df-minusg 19003  df-sbg 19004  df-mulg 19133  df-subg 19188  df-ghm 19283  df-cntz 19386  df-cmn 19851  df-abl 19852  df-mgp 20216  df-rng 20230  df-ur 20263  df-ring 20316  df-subrng 20630  df-subrg 20654  df-lmod 20960  df-lss 21030  df-psr 22027  df-mvr 22028  df-mpl 22029  df-opsr 22031  df-psr1 22308  df-vr1 22309  df-ply1 22310  df-coe1 22311
This theorem is referenced by:  gsummoncoe1fz  33832  ply1gsumz  33833
  Copyright terms: Public domain W3C validator