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 33530
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 2729 . . . . . . 7 (0g𝑃) = (0g𝑃)
3 gsummoncoe1fzo.r . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
4 gsummoncoe1fzo.p . . . . . . . . . 10 𝑃 = (Poly1𝑅)
54ply1ring 22130 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
63, 5syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
76ringcmnd 20169 . . . . . . 7 (𝜑𝑃 ∈ CMnd)
8 nn0ex 12390 . . . . . . . 8 0 ∈ V
98a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → ℕ0 ∈ V)
10 simpr 484 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → 𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁)))
1110eldifbd 3916 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → ¬ 𝑘 ∈ (0..^𝑁))
1211iffalsed 4487 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = 0 )
1312oveq1d 7364 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)) = ( 0 (𝑘 𝑋)))
143adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → 𝑅 ∈ Ring)
1510eldifad 3915 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → 𝑘 ∈ ℕ0)
16 eqid 2729 . . . . . . . . . . . 12 (mulGrp‘𝑃) = (mulGrp‘𝑃)
1716, 1mgpbas 20030 . . . . . . . . . . 11 𝐵 = (Base‘(mulGrp‘𝑃))
18 gsummoncoe1fzo.e . . . . . . . . . . 11 = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
1916ringmgp 20124 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑃 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd)
206, 19syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd)
2120adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd)
22 simpr 484 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑘 ∈ ℕ0)
23 gsummoncoe1fzo.x . . . . . . . . . . . . . 14 𝑋 = (var1𝑅)
2423, 4, 1vr1cl 22100 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅 ∈ Ring → 𝑋𝐵)
253, 24syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑋𝐵)
2625adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑋𝐵)
2717, 18, 21, 22, 26mulgnn0cld 18974 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑘 𝑋) ∈ 𝐵)
2815, 27syldan 591 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → (𝑘 𝑋) ∈ 𝐵)
29 gsummoncoe1fzo.m . . . . . . . . . 10 = ( ·𝑠𝑃)
30 gsummoncoe1fzo.1 . . . . . . . . . 10 0 = (0g𝑅)
314, 1, 29, 30ply10s0 22140 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑘 𝑋) ∈ 𝐵) → ( 0 (𝑘 𝑋)) = (0g𝑃))
3214, 28, 31syl2anc 584 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → ( 0 (𝑘 𝑋)) = (0g𝑃))
3313, 32eqtrd 2764 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (ℕ0 ∖ (0..^𝑁))) → (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)) = (0g𝑃))
34 fzofi 13881 . . . . . . . 8 (0..^𝑁) ∈ Fin
3534a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^𝑁) ∈ Fin)
364ply1lmod 22134 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ LMod)
373, 36syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑃 ∈ LMod)
3837adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝑃 ∈ LMod)
39 gsummoncoe1fzo.a . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (0..^𝑁)𝐴𝐾)
4039r19.21bi 3221 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → 𝐴𝐾)
4140adantlr 715 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → 𝐴𝐾)
42 gsummoncoe1fzo.k . . . . . . . . . . . . 13 𝐾 = (Base‘𝑅)
4342, 30ring0cl 20152 . . . . . . . . . . . 12 (𝑅 ∈ Ring → 0𝐾)
443, 43syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑0𝐾)
4544ad2antrr 726 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) ∧ ¬ 𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → 0𝐾)
4641, 45ifclda 4512 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) ∈ 𝐾)
474ply1sca 22135 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 = (Scalar‘𝑃))
483, 47syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑅 = (Scalar‘𝑃))
4948fveq2d 6826 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
5042, 49eqtrid 2776 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐾 = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
5150adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → 𝐾 = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
5246, 51eleqtrd 2830 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)))
53 eqid 2729 . . . . . . . . 9 (Scalar‘𝑃) = (Scalar‘𝑃)
54 eqid 2729 . . . . . . . . 9 (Base‘(Scalar‘𝑃)) = (Base‘(Scalar‘𝑃))
551, 53, 29, 54lmodvscl 20781 . . . . . . . 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 1373 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)) ∈ 𝐵)
57 fzo0ssnn0 13649 . . . . . . . 8 (0..^𝑁) ⊆ ℕ0
5857a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^𝑁) ⊆ ℕ0)
591, 2, 7, 9, 33, 35, 56, 58gsummptres2 33006 . . . . . 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 484 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → 𝑘 ∈ (0..^𝑁))
6160iftrued 4484 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = 𝐴)
6261oveq1d 7364 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (0..^𝑁)) → (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)) = (𝐴 (𝑘 𝑋)))
6362mpteq2dva 5185 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋))) = (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝐴 (𝑘 𝑋))))
6463oveq2d 7365 . . . . . 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 2764 . . . . 5 (𝜑 → (𝑃 Σg (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ (if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) (𝑘 𝑋)))) = (𝑃 Σg (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝐴 (𝑘 𝑋)))))
6665fveq2d 6826 . . . 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 6824 . . 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 3121 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ ℕ0 if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) ∈ 𝐾)
69 eqid 2729 . . . . 5 (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 )) = (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ))
7069, 9, 35, 40, 44mptiffisupp 32635 . . . 4 (𝜑 → (𝑘 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 )) finSupp 0 )
71 gsummoncoe1fzo.l . . . . 5 (𝜑𝐿 ∈ (0..^𝑁))
7257, 71sselid 3933 . . . 4 (𝜑𝐿 ∈ ℕ0)
734, 1, 23, 18, 3, 42, 29, 30, 68, 70, 72gsummoncoe1 22193 . . 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 2766 . 2 (𝜑 → ((coe1‘(𝑃 Σg (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝐴 (𝑘 𝑋)))))‘𝐿) = 𝐿 / 𝑘if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ))
75 eleq1 2816 . . . . 5 (𝑘 = 𝐿 → (𝑘 ∈ (0..^𝑁) ↔ 𝐿 ∈ (0..^𝑁)))
76 gsummoncoe1fzo.2 . . . . 5 (𝑘 = 𝐿𝐴 = 𝐶)
7775, 76ifbieq1d 4501 . . . 4 (𝑘 = 𝐿 → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = if(𝐿 ∈ (0..^𝑁), 𝐶, 0 ))
7877adantl 481 . . 3 ((𝜑𝑘 = 𝐿) → if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = if(𝐿 ∈ (0..^𝑁), 𝐶, 0 ))
7971, 78csbied 3887 . 2 (𝜑𝐿 / 𝑘if(𝑘 ∈ (0..^𝑁), 𝐴, 0 ) = if(𝐿 ∈ (0..^𝑁), 𝐶, 0 ))
8071iftrued 4484 . 2 (𝜑 → if(𝐿 ∈ (0..^𝑁), 𝐶, 0 ) = 𝐶)
8174, 79, 803eqtrd 2768 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 395   = wceq 1540  wcel 2109  wral 3044  Vcvv 3436  csb 3851  cdif 3900  wss 3903  ifcif 4476  cmpt 5173  cfv 6482  (class class class)co 7349  Fincfn 8872  0cc0 11009  0cn0 12384  ..^cfzo 13557  Basecbs 17120  Scalarcsca 17164   ·𝑠 cvsca 17165  0gc0g 17343   Σg cgsu 17344  Mndcmnd 18608  .gcmg 18946  mulGrpcmgp 20025  Ringcrg 20118  LModclmod 20763  var1cv1 22058  Poly1cpl1 22059  coe1cco1 22060
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5218  ax-sep 5235  ax-nul 5245  ax-pow 5304  ax-pr 5371  ax-un 7671  ax-cnex 11065  ax-resscn 11066  ax-1cn 11067  ax-icn 11068  ax-addcl 11069  ax-addrcl 11070  ax-mulcl 11071  ax-mulrcl 11072  ax-mulcom 11073  ax-addass 11074  ax-mulass 11075  ax-distr 11076  ax-i2m1 11077  ax-1ne0 11078  ax-1rid 11079  ax-rnegex 11080  ax-rrecex 11081  ax-cnre 11082  ax-pre-lttri 11083  ax-pre-lttrn 11084  ax-pre-ltadd 11085  ax-pre-mulgt0 11086
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3395  df-v 3438  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4285  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-tp 4582  df-op 4584  df-uni 4859  df-int 4897  df-iun 4943  df-iin 4944  df-br 5093  df-opab 5155  df-mpt 5174  df-tr 5200  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  df-se 5573  df-we 5574  df-xp 5625  df-rel 5626  df-cnv 5627  df-co 5628  df-dm 5629  df-rn 5630  df-res 5631  df-ima 5632  df-pred 6249  df-ord 6310  df-on 6311  df-lim 6312  df-suc 6313  df-iota 6438  df-fun 6484  df-fn 6485  df-f 6486  df-f1 6487  df-fo 6488  df-f1o 6489  df-fv 6490  df-isom 6491  df-riota 7306  df-ov 7352  df-oprab 7353  df-mpo 7354  df-of 7613  df-ofr 7614  df-om 7800  df-1st 7924  df-2nd 7925  df-supp 8094  df-frecs 8214  df-wrecs 8245  df-recs 8294  df-rdg 8332  df-1o 8388  df-2o 8389  df-er 8625  df-map 8755  df-pm 8756  df-ixp 8825  df-en 8873  df-dom 8874  df-sdom 8875  df-fin 8876  df-fsupp 9252  df-sup 9332  df-oi 9402  df-card 9835  df-pnf 11151  df-mnf 11152  df-xr 11153  df-ltxr 11154  df-le 11155  df-sub 11349  df-neg 11350  df-nn 12129  df-2 12191  df-3 12192  df-4 12193  df-5 12194  df-6 12195  df-7 12196  df-8 12197  df-9 12198  df-n0 12385  df-z 12472  df-dec 12592  df-uz 12736  df-fz 13411  df-fzo 13558  df-seq 13909  df-hash 14238  df-struct 17058  df-sets 17075  df-slot 17093  df-ndx 17105  df-base 17121  df-ress 17142  df-plusg 17174  df-mulr 17175  df-sca 17177  df-vsca 17178  df-ip 17179  df-tset 17180  df-ple 17181  df-ds 17183  df-hom 17185  df-cco 17186  df-0g 17345  df-gsum 17346  df-prds 17351  df-pws 17353  df-mre 17488  df-mrc 17489  df-acs 17491  df-mgm 18514  df-sgrp 18593  df-mnd 18609  df-mhm 18657  df-submnd 18658  df-grp 18815  df-minusg 18816  df-sbg 18817  df-mulg 18947  df-subg 19002  df-ghm 19092  df-cntz 19196  df-cmn 19661  df-abl 19662  df-mgp 20026  df-rng 20038  df-ur 20067  df-ring 20120  df-subrng 20431  df-subrg 20455  df-lmod 20765  df-lss 20835  df-psr 21816  df-mvr 21817  df-mpl 21818  df-opsr 21820  df-psr1 22062  df-vr1 22063  df-ply1 22064  df-coe1 22065
This theorem is referenced by:  ply1gsumz  33531
  Copyright terms: Public domain W3C validator