MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  plyaddlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem plyaddlem1 24718
Description: Derive the coefficient function for the sum of two polynomials. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Jul-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
plyaddlem.1 (𝜑𝐹 ∈ (Poly‘𝑆))
plyaddlem.2 (𝜑𝐺 ∈ (Poly‘𝑆))
plyaddlem.m (𝜑𝑀 ∈ ℕ0)
plyaddlem.n (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
plyaddlem.a (𝜑𝐴:ℕ0⟶ℂ)
plyaddlem.b (𝜑𝐵:ℕ0⟶ℂ)
plyaddlem.a2 (𝜑 → (𝐴 “ (ℤ‘(𝑀 + 1))) = {0})
plyaddlem.b2 (𝜑 → (𝐵 “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0})
plyaddlem.f (𝜑𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑀)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘))))
plyaddlem.g (𝜑𝐺 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘))))
Assertion
Ref Expression
plyaddlem1 (𝜑 → (𝐹f + 𝐺) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))(((𝐴f + 𝐵)‘𝑘) · (𝑧𝑘))))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑘   𝑘,𝑀   𝑘,𝑁   𝑧,𝑘,𝜑
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑧,𝑘)   𝐵(𝑧)   𝑆(𝑧,𝑘)   𝐹(𝑧,𝑘)   𝐺(𝑧,𝑘)   𝑀(𝑧)   𝑁(𝑧)

Proof of Theorem plyaddlem1
StepHypRef Expression
1 cnex 10607 . . . 4 ℂ ∈ V
21a1i 11 . . 3 (𝜑 → ℂ ∈ V)
3 sumex 15034 . . . 4 Σ𝑘 ∈ (0...𝑀)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) ∈ V
43a1i 11 . . 3 ((𝜑𝑧 ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ (0...𝑀)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) ∈ V)
5 sumex 15034 . . . 4 Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘)) ∈ V
65a1i 11 . . 3 ((𝜑𝑧 ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘)) ∈ V)
7 plyaddlem.f . . 3 (𝜑𝐹 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑀)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘))))
8 plyaddlem.g . . 3 (𝜑𝐺 = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘))))
92, 4, 6, 7, 8offval2 7416 . 2 (𝜑 → (𝐹f + 𝐺) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ (Σ𝑘 ∈ (0...𝑀)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) + Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘)))))
10 fzfid 13331 . . . . 5 ((𝜑𝑧 ∈ ℂ) → (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∈ Fin)
11 elfznn0 12990 . . . . . 6 (𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
12 plyaddlem.a . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴:ℕ0⟶ℂ)
1312adantr 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑧 ∈ ℂ) → 𝐴:ℕ0⟶ℂ)
1413ffvelrnda 6847 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐴𝑘) ∈ ℂ)
15 expcl 13437 . . . . . . . 8 ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑧𝑘) ∈ ℂ)
1615adantll 710 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑧𝑘) ∈ ℂ)
1714, 16mulcld 10650 . . . . . 6 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) ∈ ℂ)
1811, 17sylan2 592 . . . . 5 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))) → ((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) ∈ ℂ)
19 plyaddlem.b . . . . . . . . 9 (𝜑𝐵:ℕ0⟶ℂ)
2019adantr 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑧 ∈ ℂ) → 𝐵:ℕ0⟶ℂ)
2120ffvelrnda 6847 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐵𝑘) ∈ ℂ)
2221, 16mulcld 10650 . . . . . 6 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘)) ∈ ℂ)
2311, 22sylan2 592 . . . . 5 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))) → ((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘)) ∈ ℂ)
2410, 18, 23fsumadd 15086 . . . 4 ((𝜑𝑧 ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))(((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) + ((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘))) = (Σ𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) + Σ𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘))))
2512ffnd 6512 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐴 Fn ℕ0)
2619ffnd 6512 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐵 Fn ℕ0)
27 nn0ex 11892 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ V
2827a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ℕ0 ∈ V)
29 inidm 4199 . . . . . . . . . 10 (ℕ0 ∩ ℕ0) = ℕ0
30 eqidd 2827 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐴𝑘) = (𝐴𝑘))
31 eqidd 2827 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐵𝑘) = (𝐵𝑘))
3225, 26, 28, 28, 29, 30, 31ofval 7408 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐴f + 𝐵)‘𝑘) = ((𝐴𝑘) + (𝐵𝑘)))
3332adantlr 711 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐴f + 𝐵)‘𝑘) = ((𝐴𝑘) + (𝐵𝑘)))
3433oveq1d 7163 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝐴f + 𝐵)‘𝑘) · (𝑧𝑘)) = (((𝐴𝑘) + (𝐵𝑘)) · (𝑧𝑘)))
3514, 21, 16adddird 10655 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝐴𝑘) + (𝐵𝑘)) · (𝑧𝑘)) = (((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) + ((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘))))
3634, 35eqtrd 2861 . . . . . 6 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (((𝐴f + 𝐵)‘𝑘) · (𝑧𝑘)) = (((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) + ((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘))))
3711, 36sylan2 592 . . . . 5 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))) → (((𝐴f + 𝐵)‘𝑘) · (𝑧𝑘)) = (((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) + ((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘))))
3837sumeq2dv 15050 . . . 4 ((𝜑𝑧 ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))(((𝐴f + 𝐵)‘𝑘) · (𝑧𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))(((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) + ((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘))))
39 plyaddlem.m . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑀 ∈ ℕ0)
4039nn0zd 12074 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
41 plyaddlem.n . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
4241, 39ifcld 4515 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀) ∈ ℕ0)
4342nn0zd 12074 . . . . . . . . 9 (𝜑 → if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀) ∈ ℤ)
4439nn0red 11945 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑀 ∈ ℝ)
4541nn0red 11945 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑁 ∈ ℝ)
46 max1 12568 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → 𝑀 ≤ if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))
4744, 45, 46syl2anc 584 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑀 ≤ if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))
48 eluz2 12238 . . . . . . . . 9 (if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀) ∈ (ℤ𝑀) ↔ (𝑀 ∈ ℤ ∧ if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)))
4940, 43, 47, 48syl3anbrc 1337 . . . . . . . 8 (𝜑 → if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀) ∈ (ℤ𝑀))
50 fzss2 12937 . . . . . . . 8 (if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀) ∈ (ℤ𝑀) → (0...𝑀) ⊆ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)))
5149, 50syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (0...𝑀) ⊆ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)))
5251adantr 481 . . . . . 6 ((𝜑𝑧 ∈ ℂ) → (0...𝑀) ⊆ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)))
53 elfznn0 12990 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (0...𝑀) → 𝑘 ∈ ℕ0)
5453, 17sylan2 592 . . . . . 6 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑀)) → ((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) ∈ ℂ)
55 eldifn 4108 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀)) → ¬ 𝑘 ∈ (0...𝑀))
5655adantl 482 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → ¬ 𝑘 ∈ (0...𝑀))
57 eldifi 4107 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀)) → 𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)))
5857, 11syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
5958adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → 𝑘 ∈ ℕ0)
60 nn0uz 12269 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 0 = (ℤ‘0)
61 peano2nn0 11926 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑀 ∈ ℕ0 → (𝑀 + 1) ∈ ℕ0)
6239, 61syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝜑 → (𝑀 + 1) ∈ ℕ0)
6362, 60syl6eleq 2928 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → (𝑀 + 1) ∈ (ℤ‘0))
64 uzsplit 12969 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑀 + 1) ∈ (ℤ‘0) → (ℤ‘0) = ((0...((𝑀 + 1) − 1)) ∪ (ℤ‘(𝑀 + 1))))
6563, 64syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (ℤ‘0) = ((0...((𝑀 + 1) − 1)) ∪ (ℤ‘(𝑀 + 1))))
6660, 65syl5eq 2873 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ℕ0 = ((0...((𝑀 + 1) − 1)) ∪ (ℤ‘(𝑀 + 1))))
6739nn0cnd 11946 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝜑𝑀 ∈ ℂ)
68 ax-1cn 10584 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1 ∈ ℂ
69 pncan 10881 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑀 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑀 + 1) − 1) = 𝑀)
7067, 68, 69sylancl 586 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → ((𝑀 + 1) − 1) = 𝑀)
7170oveq2d 7164 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (0...((𝑀 + 1) − 1)) = (0...𝑀))
7271uneq1d 4142 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ((0...((𝑀 + 1) − 1)) ∪ (ℤ‘(𝑀 + 1))) = ((0...𝑀) ∪ (ℤ‘(𝑀 + 1))))
7366, 72eqtrd 2861 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ℕ0 = ((0...𝑀) ∪ (ℤ‘(𝑀 + 1))))
7473ad2antrr 722 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → ℕ0 = ((0...𝑀) ∪ (ℤ‘(𝑀 + 1))))
7559, 74eleqtrd 2920 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → 𝑘 ∈ ((0...𝑀) ∪ (ℤ‘(𝑀 + 1))))
76 elun 4129 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ ((0...𝑀) ∪ (ℤ‘(𝑀 + 1))) ↔ (𝑘 ∈ (0...𝑀) ∨ 𝑘 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))))
7775, 76sylib 219 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → (𝑘 ∈ (0...𝑀) ∨ 𝑘 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))))
7877ord 860 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → (¬ 𝑘 ∈ (0...𝑀) → 𝑘 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1))))
7956, 78mpd 15 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → 𝑘 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1)))
8012ffund 6515 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → Fun 𝐴)
81 ssun2 4153 . . . . . . . . . . . . . . 15 (ℤ‘(𝑀 + 1)) ⊆ ((0...((𝑀 + 1) − 1)) ∪ (ℤ‘(𝑀 + 1)))
8281, 66sseqtrrid 4024 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (ℤ‘(𝑀 + 1)) ⊆ ℕ0)
8312fdmd 6520 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → dom 𝐴 = ℕ0)
8482, 83sseqtrrd 4012 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (ℤ‘(𝑀 + 1)) ⊆ dom 𝐴)
85 funfvima2 6988 . . . . . . . . . . . . 13 ((Fun 𝐴 ∧ (ℤ‘(𝑀 + 1)) ⊆ dom 𝐴) → (𝑘 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1)) → (𝐴𝑘) ∈ (𝐴 “ (ℤ‘(𝑀 + 1)))))
8680, 84, 85syl2anc 584 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑘 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1)) → (𝐴𝑘) ∈ (𝐴 “ (ℤ‘(𝑀 + 1)))))
8786ad2antrr 722 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → (𝑘 ∈ (ℤ‘(𝑀 + 1)) → (𝐴𝑘) ∈ (𝐴 “ (ℤ‘(𝑀 + 1)))))
8879, 87mpd 15 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → (𝐴𝑘) ∈ (𝐴 “ (ℤ‘(𝑀 + 1))))
89 plyaddlem.a2 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐴 “ (ℤ‘(𝑀 + 1))) = {0})
9089ad2antrr 722 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → (𝐴 “ (ℤ‘(𝑀 + 1))) = {0})
9188, 90eleqtrd 2920 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → (𝐴𝑘) ∈ {0})
92 elsni 4581 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑘) ∈ {0} → (𝐴𝑘) = 0)
9391, 92syl 17 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → (𝐴𝑘) = 0)
9493oveq1d 7163 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → ((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) = (0 · (𝑧𝑘)))
9558, 16sylan2 592 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → (𝑧𝑘) ∈ ℂ)
9695mul02d 10827 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → (0 · (𝑧𝑘)) = 0)
9794, 96eqtrd 2861 . . . . . 6 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑀))) → ((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) = 0)
9852, 54, 97, 10fsumss 15072 . . . . 5 ((𝜑𝑧 ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ (0...𝑀)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)))
9941nn0zd 12074 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℤ)
100 max2 12570 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → 𝑁 ≤ if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))
10144, 45, 100syl2anc 584 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ≤ if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))
102 eluz2 12238 . . . . . . . . 9 (if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀) ∈ (ℤ𝑁) ↔ (𝑁 ∈ ℤ ∧ if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ≤ if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)))
10399, 43, 101, 102syl3anbrc 1337 . . . . . . . 8 (𝜑 → if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀) ∈ (ℤ𝑁))
104 fzss2 12937 . . . . . . . 8 (if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀) ∈ (ℤ𝑁) → (0...𝑁) ⊆ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)))
105103, 104syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (0...𝑁) ⊆ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)))
106105adantr 481 . . . . . 6 ((𝜑𝑧 ∈ ℂ) → (0...𝑁) ⊆ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)))
107 elfznn0 12990 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (0...𝑁) → 𝑘 ∈ ℕ0)
108107, 22sylan2 592 . . . . . 6 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝑁)) → ((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘)) ∈ ℂ)
109 eldifn 4108 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁)) → ¬ 𝑘 ∈ (0...𝑁))
110109adantl 482 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → ¬ 𝑘 ∈ (0...𝑁))
111 eldifi 4107 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁)) → 𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)))
112111, 11syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
113112adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → 𝑘 ∈ ℕ0)
114 peano2nn0 11926 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
11541, 114syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
116115, 60syl6eleq 2928 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ (ℤ‘0))
117 uzsplit 12969 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑁 + 1) ∈ (ℤ‘0) → (ℤ‘0) = ((0...((𝑁 + 1) − 1)) ∪ (ℤ‘(𝑁 + 1))))
118116, 117syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (ℤ‘0) = ((0...((𝑁 + 1) − 1)) ∪ (ℤ‘(𝑁 + 1))))
11960, 118syl5eq 2873 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ℕ0 = ((0...((𝑁 + 1) − 1)) ∪ (ℤ‘(𝑁 + 1))))
12041nn0cnd 11946 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
121 pncan 10881 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((𝑁 + 1) − 1) = 𝑁)
122120, 68, 121sylancl 586 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → ((𝑁 + 1) − 1) = 𝑁)
123122oveq2d 7164 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (0...((𝑁 + 1) − 1)) = (0...𝑁))
124123uneq1d 4142 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ((0...((𝑁 + 1) − 1)) ∪ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = ((0...𝑁) ∪ (ℤ‘(𝑁 + 1))))
125119, 124eqtrd 2861 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → ℕ0 = ((0...𝑁) ∪ (ℤ‘(𝑁 + 1))))
126125ad2antrr 722 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → ℕ0 = ((0...𝑁) ∪ (ℤ‘(𝑁 + 1))))
127113, 126eleqtrd 2920 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → 𝑘 ∈ ((0...𝑁) ∪ (ℤ‘(𝑁 + 1))))
128 elun 4129 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ ((0...𝑁) ∪ (ℤ‘(𝑁 + 1))) ↔ (𝑘 ∈ (0...𝑁) ∨ 𝑘 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))))
129127, 128sylib 219 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → (𝑘 ∈ (0...𝑁) ∨ 𝑘 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))))
130129ord 860 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → (¬ 𝑘 ∈ (0...𝑁) → 𝑘 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1))))
131110, 130mpd 15 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → 𝑘 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1)))
13219ffund 6515 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → Fun 𝐵)
133 ssun2 4153 . . . . . . . . . . . . . . 15 (ℤ‘(𝑁 + 1)) ⊆ ((0...((𝑁 + 1) − 1)) ∪ (ℤ‘(𝑁 + 1)))
134133, 119sseqtrrid 4024 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (ℤ‘(𝑁 + 1)) ⊆ ℕ0)
13519fdmd 6520 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → dom 𝐵 = ℕ0)
136134, 135sseqtrrd 4012 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (ℤ‘(𝑁 + 1)) ⊆ dom 𝐵)
137 funfvima2 6988 . . . . . . . . . . . . 13 ((Fun 𝐵 ∧ (ℤ‘(𝑁 + 1)) ⊆ dom 𝐵) → (𝑘 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1)) → (𝐵𝑘) ∈ (𝐵 “ (ℤ‘(𝑁 + 1)))))
138132, 136, 137syl2anc 584 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑘 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1)) → (𝐵𝑘) ∈ (𝐵 “ (ℤ‘(𝑁 + 1)))))
139138ad2antrr 722 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → (𝑘 ∈ (ℤ‘(𝑁 + 1)) → (𝐵𝑘) ∈ (𝐵 “ (ℤ‘(𝑁 + 1)))))
140131, 139mpd 15 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → (𝐵𝑘) ∈ (𝐵 “ (ℤ‘(𝑁 + 1))))
141 plyaddlem.b2 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐵 “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0})
142141ad2antrr 722 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → (𝐵 “ (ℤ‘(𝑁 + 1))) = {0})
143140, 142eleqtrd 2920 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → (𝐵𝑘) ∈ {0})
144 elsni 4581 . . . . . . . . 9 ((𝐵𝑘) ∈ {0} → (𝐵𝑘) = 0)
145143, 144syl 17 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → (𝐵𝑘) = 0)
146145oveq1d 7163 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → ((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘)) = (0 · (𝑧𝑘)))
147112, 16sylan2 592 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → (𝑧𝑘) ∈ ℂ)
148147mul02d 10827 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → (0 · (𝑧𝑘)) = 0)
149146, 148eqtrd 2861 . . . . . 6 (((𝜑𝑧 ∈ ℂ) ∧ 𝑘 ∈ ((0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀)) ∖ (0...𝑁))) → ((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘)) = 0)
150106, 108, 149, 10fsumss 15072 . . . . 5 ((𝜑𝑧 ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘)) = Σ𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘)))
15198, 150oveq12d 7166 . . . 4 ((𝜑𝑧 ∈ ℂ) → (Σ𝑘 ∈ (0...𝑀)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) + Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘))) = (Σ𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) + Σ𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘))))
15224, 38, 1513eqtr4d 2871 . . 3 ((𝜑𝑧 ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))(((𝐴f + 𝐵)‘𝑘) · (𝑧𝑘)) = (Σ𝑘 ∈ (0...𝑀)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) + Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘))))
153152mpteq2dva 5158 . 2 (𝜑 → (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))(((𝐴f + 𝐵)‘𝑘) · (𝑧𝑘))) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ (Σ𝑘 ∈ (0...𝑀)((𝐴𝑘) · (𝑧𝑘)) + Σ𝑘 ∈ (0...𝑁)((𝐵𝑘) · (𝑧𝑘)))))
1549, 153eqtr4d 2864 1 (𝜑 → (𝐹f + 𝐺) = (𝑧 ∈ ℂ ↦ Σ𝑘 ∈ (0...if(𝑀𝑁, 𝑁, 𝑀))(((𝐴f + 𝐵)‘𝑘) · (𝑧𝑘))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 396  wo 843   = wceq 1530  wcel 2107  Vcvv 3500  cdif 3937  cun 3938  wss 3940  ifcif 4470  {csn 4564   class class class wbr 5063  cmpt 5143  dom cdm 5554  cima 5557  Fun wfun 6346  wf 6348  cfv 6352  (class class class)co 7148  f cof 7397  cc 10524  cr 10525  0cc0 10526  1c1 10527   + caddc 10529   · cmul 10531  cle 10665  cmin 10859  0cn0 11886  cz 11970  cuz 12232  ...cfz 12882  cexp 13419  Σcsu 15032  Polycply 24689
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2798  ax-rep 5187  ax-sep 5200  ax-nul 5207  ax-pow 5263  ax-pr 5326  ax-un 7451  ax-inf2 9093  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603  ax-pre-sup 10604
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-fal 1543  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2620  df-eu 2652  df-clab 2805  df-cleq 2819  df-clel 2898  df-nfc 2968  df-ne 3022  df-nel 3129  df-ral 3148  df-rex 3149  df-reu 3150  df-rmo 3151  df-rab 3152  df-v 3502  df-sbc 3777  df-csb 3888  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3956  df-pss 3958  df-nul 4296  df-if 4471  df-pw 4544  df-sn 4565  df-pr 4567  df-tp 4569  df-op 4571  df-uni 4838  df-int 4875  df-iun 4919  df-br 5064  df-opab 5126  df-mpt 5144  df-tr 5170  df-id 5459  df-eprel 5464  df-po 5473  df-so 5474  df-fr 5513  df-se 5514  df-we 5515  df-xp 5560  df-rel 5561  df-cnv 5562  df-co 5563  df-dm 5564  df-rn 5565  df-res 5566  df-ima 5567  df-pred 6146  df-ord 6192  df-on 6193  df-lim 6194  df-suc 6195  df-iota 6312  df-fun 6354  df-fn 6355  df-f 6356  df-f1 6357  df-fo 6358  df-f1o 6359  df-fv 6360  df-isom 6361  df-riota 7106  df-ov 7151  df-oprab 7152  df-mpo 7153  df-of 7399  df-om 7569  df-1st 7680  df-2nd 7681  df-wrecs 7938  df-recs 7999  df-rdg 8037  df-1o 8093  df-oadd 8097  df-er 8279  df-en 8499  df-dom 8500  df-sdom 8501  df-fin 8502  df-sup 8895  df-oi 8963  df-card 9357  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-div 11287  df-nn 11628  df-2 11689  df-3 11690  df-n0 11887  df-z 11971  df-uz 12233  df-rp 12380  df-fz 12883  df-fzo 13024  df-seq 13360  df-exp 13420  df-hash 13681  df-cj 14448  df-re 14449  df-im 14450  df-sqrt 14584  df-abs 14585  df-clim 14835  df-sum 15033
This theorem is referenced by:  plyaddlem  24720  coeaddlem  24754
  Copyright terms: Public domain W3C validator