Theorem mdegfval 25967

Description: Value of the multivariate degree function. (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Mar-2015.) (Revised by AV, 25-Jun-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
mdegval.d	⊢ 𝐷 = (𝐼 mDeg 𝑅)
mdegval.p	⊢ 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
mdegval.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑃)
mdegval.z	⊢ 0 = (0g‘𝑅)
mdegval.a	⊢ 𝐴 = {𝑚 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑚 “ ℕ) ∈ Fin}
mdegval.h	⊢ 𝐻 = (ℎ ∈ 𝐴 ↦ (ℂfld Σg ℎ))

Assertion

Ref	Expression
mdegfval	⊢ 𝐷 = (𝑓 ∈ 𝐵 ↦ sup((𝐻 “ (𝑓 supp 0 )), ℝ*, < ))

Distinct variable groups:   𝐴,ℎ   𝐵,𝑓   𝑓,𝐼   𝑚,𝐼   𝑅,𝑓   0 ,ℎ   𝑓,ℎ

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑓,𝑚)   𝐵(ℎ,𝑚)   𝐷(𝑓,ℎ,𝑚)   𝑃(𝑓,ℎ,𝑚)   𝑅(ℎ,𝑚)   𝐻(𝑓,ℎ,𝑚)   𝐼(ℎ)   0 (𝑓,𝑚)

Proof of Theorem mdegfval

Dummy variables 𝑖 𝑟 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mdegval.d	. 2 ⊢ 𝐷 = (𝐼 mDeg 𝑅)
2		oveq12 7396	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑖 = 𝐼 ∧ 𝑟 = 𝑅) → (𝑖 mPoly 𝑟) = (𝐼 mPoly 𝑅))
3		mdegval.p	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
4	2, 3	eqtr4di 2782	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑖 = 𝐼 ∧ 𝑟 = 𝑅) → (𝑖 mPoly 𝑟) = 𝑃)
5	4	fveq2d 6862	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑖 = 𝐼 ∧ 𝑟 = 𝑅) → (Base‘(𝑖 mPoly 𝑟)) = (Base‘𝑃))
6		mdegval.b	. . . . . . 7 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑃)
7	5, 6	eqtr4di 2782	. . . . . 6 ⊢ ((𝑖 = 𝐼 ∧ 𝑟 = 𝑅) → (Base‘(𝑖 mPoly 𝑟)) = 𝐵)
8		fveq2 6858	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑟 = 𝑅 → (0g‘𝑟) = (0g‘𝑅))
9		mdegval.z	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
10	8, 9	eqtr4di 2782	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑟 = 𝑅 → (0g‘𝑟) = 0 )
11	10	oveq2d 7403	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑟 = 𝑅 → (𝑓 supp (0g‘𝑟)) = (𝑓 supp 0 ))
12	11	mpteq1d 5197	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑟 = 𝑅 → (ℎ ∈ (𝑓 supp (0g‘𝑟)) ↦ (ℂfld Σg ℎ)) = (ℎ ∈ (𝑓 supp 0 ) ↦ (ℂfld Σg ℎ)))
13	12	rneqd 5902	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑟 = 𝑅 → ran (ℎ ∈ (𝑓 supp (0g‘𝑟)) ↦ (ℂfld Σg ℎ)) = ran (ℎ ∈ (𝑓 supp 0 ) ↦ (ℂfld Σg ℎ)))
14	13	supeq1d 9397	. . . . . . 7 ⊢ (𝑟 = 𝑅 → sup(ran (ℎ ∈ (𝑓 supp (0g‘𝑟)) ↦ (ℂfld Σg ℎ)), ℝ*, < ) = sup(ran (ℎ ∈ (𝑓 supp 0 ) ↦ (ℂfld Σg ℎ)), ℝ*, < ))
15	14	adantl 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝑖 = 𝐼 ∧ 𝑟 = 𝑅) → sup(ran (ℎ ∈ (𝑓 supp (0g‘𝑟)) ↦ (ℂfld Σg ℎ)), ℝ*, < ) = sup(ran (ℎ ∈ (𝑓 supp 0 ) ↦ (ℂfld Σg ℎ)), ℝ*, < ))
16	7, 15	mpteq12dv 5194	. . . . 5 ⊢ ((𝑖 = 𝐼 ∧ 𝑟 = 𝑅) → (𝑓 ∈ (Base‘(𝑖 mPoly 𝑟)) ↦ sup(ran (ℎ ∈ (𝑓 supp (0g‘𝑟)) ↦ (ℂfld Σg ℎ)), ℝ*, < )) = (𝑓 ∈ 𝐵 ↦ sup(ran (ℎ ∈ (𝑓 supp 0 ) ↦ (ℂfld Σg ℎ)), ℝ*, < )))
17		df-mdeg 25960	. . . . 5 ⊢ mDeg = (𝑖 ∈ V, 𝑟 ∈ V ↦ (𝑓 ∈ (Base‘(𝑖 mPoly 𝑟)) ↦ sup(ran (ℎ ∈ (𝑓 supp (0g‘𝑟)) ↦ (ℂfld Σg ℎ)), ℝ*, < )))
18	6	fvexi 6872	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 ∈ V
19	18	mptex 7197	. . . . 5 ⊢ (𝑓 ∈ 𝐵 ↦ sup(ran (ℎ ∈ (𝑓 supp 0 ) ↦ (ℂfld Σg ℎ)), ℝ*, < )) ∈ V
20	16, 17, 19	ovmpoa 7544	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐼 mDeg 𝑅) = (𝑓 ∈ 𝐵 ↦ sup(ran (ℎ ∈ (𝑓 supp 0 ) ↦ (ℂfld Σg ℎ)), ℝ*, < )))
21		mdegval.h	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐻 = (ℎ ∈ 𝐴 ↦ (ℂfld Σg ℎ))
22	21	reseq1i 5946	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐻 ↾ (𝑓 supp 0 )) = ((ℎ ∈ 𝐴 ↦ (ℂfld Σg ℎ)) ↾ (𝑓 supp 0 ))
23		suppssdm 8156	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑓 supp 0 ) ⊆ dom 𝑓
24		eqid 2729	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
25		mdegval.a	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝐴 = {𝑚 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑚 “ ℕ) ∈ Fin}
26		simpr 484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) ∧ 𝑓 ∈ 𝐵) → 𝑓 ∈ 𝐵)
27	3, 24, 6, 25, 26	mplelf 21907	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) ∧ 𝑓 ∈ 𝐵) → 𝑓:𝐴⟶(Base‘𝑅))
28	23, 27	fssdm 6707	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) ∧ 𝑓 ∈ 𝐵) → (𝑓 supp 0 ) ⊆ 𝐴)
29	28	resmptd 6011	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) ∧ 𝑓 ∈ 𝐵) → ((ℎ ∈ 𝐴 ↦ (ℂfld Σg ℎ)) ↾ (𝑓 supp 0 )) = (ℎ ∈ (𝑓 supp 0 ) ↦ (ℂfld Σg ℎ)))
30	22, 29	eqtr2id 2777	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) ∧ 𝑓 ∈ 𝐵) → (ℎ ∈ (𝑓 supp 0 ) ↦ (ℂfld Σg ℎ)) = (𝐻 ↾ (𝑓 supp 0 )))
31	30	rneqd 5902	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) ∧ 𝑓 ∈ 𝐵) → ran (ℎ ∈ (𝑓 supp 0 ) ↦ (ℂfld Σg ℎ)) = ran (𝐻 ↾ (𝑓 supp 0 )))
32		df-ima 5651	. . . . . . 7 ⊢ (𝐻 “ (𝑓 supp 0 )) = ran (𝐻 ↾ (𝑓 supp 0 ))
33	31, 32	eqtr4di 2782	. . . . . 6 ⊢ (((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) ∧ 𝑓 ∈ 𝐵) → ran (ℎ ∈ (𝑓 supp 0 ) ↦ (ℂfld Σg ℎ)) = (𝐻 “ (𝑓 supp 0 )))
34	33	supeq1d 9397	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) ∧ 𝑓 ∈ 𝐵) → sup(ran (ℎ ∈ (𝑓 supp 0 ) ↦ (ℂfld Σg ℎ)), ℝ*, < ) = sup((𝐻 “ (𝑓 supp 0 )), ℝ*, < ))
35	34	mpteq2dva 5200	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝑓 ∈ 𝐵 ↦ sup(ran (ℎ ∈ (𝑓 supp 0 ) ↦ (ℂfld Σg ℎ)), ℝ*, < )) = (𝑓 ∈ 𝐵 ↦ sup((𝐻 “ (𝑓 supp 0 )), ℝ*, < )))
36	20, 35	eqtrd 2764	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐼 mDeg 𝑅) = (𝑓 ∈ 𝐵 ↦ sup((𝐻 “ (𝑓 supp 0 )), ℝ*, < )))
37		reldmmdeg 25962	. . . . . 6 ⊢ Rel dom mDeg
38	37	ovprc 7425	. . . . 5 ⊢ (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐼 mDeg 𝑅) = ∅)
39		mpt0 6660	. . . . 5 ⊢ (𝑓 ∈ ∅ ↦ sup((𝐻 “ (𝑓 supp 0 )), ℝ*, < )) = ∅
40	38, 39	eqtr4di 2782	. . . 4 ⊢ (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐼 mDeg 𝑅) = (𝑓 ∈ ∅ ↦ sup((𝐻 “ (𝑓 supp 0 )), ℝ*, < )))
41		reldmmpl 21897	. . . . . . . . 9 ⊢ Rel dom mPoly
42	41	ovprc 7425	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐼 mPoly 𝑅) = ∅)
43	3, 42	eqtrid 2776	. . . . . . 7 ⊢ (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝑃 = ∅)
44	43	fveq2d 6862	. . . . . 6 ⊢ (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (Base‘𝑃) = (Base‘∅))
45		base0 17184	. . . . . 6 ⊢ ∅ = (Base‘∅)
46	44, 6, 45	3eqtr4g 2789	. . . . 5 ⊢ (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝐵 = ∅)
47	46	mpteq1d 5197	. . . 4 ⊢ (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝑓 ∈ 𝐵 ↦ sup((𝐻 “ (𝑓 supp 0 )), ℝ*, < )) = (𝑓 ∈ ∅ ↦ sup((𝐻 “ (𝑓 supp 0 )), ℝ*, < )))
48	40, 47	eqtr4d 2767	. . 3 ⊢ (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐼 mDeg 𝑅) = (𝑓 ∈ 𝐵 ↦ sup((𝐻 “ (𝑓 supp 0 )), ℝ*, < )))
49	36, 48	pm2.61i 182	. 2 ⊢ (𝐼 mDeg 𝑅) = (𝑓 ∈ 𝐵 ↦ sup((𝐻 “ (𝑓 supp 0 )), ℝ*, < ))
50	1, 49	eqtri 2752	1 ⊢ 𝐷 = (𝑓 ∈ 𝐵 ↦ sup((𝐻 “ (𝑓 supp 0 )), ℝ*, < ))

Syntax hints:  ¬ wn 3   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  {crab 3405  Vcvv 3447  ∅c0 4296   ↦ cmpt 5188  ^◡ccnv 5637  ran crn 5639   ↾ cres 5640   “ cima 5641  ‘cfv 6511  (class class class)co 7387   supp csupp 8139   ↑_m cmap 8799  Fincfn 8918  supcsup 9391  ℝ^*cxr 11207   < clt 11208  ℕcn 12186  ℕ₀cn0 12442  Basecbs 17179  0_gc0g 17402   Σ_g cgsu 17403  ℂ_fldccnfld 21264   mPoly cmpl 21815   mDeg cmdg 25958

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 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145

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-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-tp 4594  df-op 4596  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-of 7653  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-supp 8140  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-1o 8434  df-er 8671  df-map 8801  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-fin 8922  df-fsupp 9313  df-sup 9393  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-nn 12187  df-2 12249  df-3 12250  df-4 12251  df-5 12252  df-6 12253  df-7 12254  df-8 12255  df-9 12256  df-n0 12443  df-z 12530  df-uz 12794  df-fz 13469  df-struct 17117  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-ress 17201  df-plusg 17233  df-mulr 17234  df-sca 17236  df-vsca 17237  df-tset 17239  df-psr 21818  df-mpl 21820  df-mdeg 25960

This theorem is referenced by:  mdegval  25968  mdegxrf  25973  mdegpropd  25989