Theorem signsplypnf 31010

Description: The quotient of a polynomial 𝐹 by a monic monomial of same degree 𝐺 converges to the highest coefficient of 𝐹. (Contributed by Thierry Arnoux, 18-Sep-2018.)

Hypotheses

Ref	Expression
signsply0.d	⊢ 𝐷 = (deg‘𝐹)
signsply0.c	⊢ 𝐶 = (coeff‘𝐹)
signsply0.b	⊢ 𝐵 = (𝐶‘𝐷)
signsplypnf.g	⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (𝑥↑𝐷))

Assertion

Ref	Expression
signsplypnf	⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝐹 ∘𝑓 / 𝐺) ⇝𝑟 𝐵)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐶   𝑥,𝐷   𝑥,𝐹   𝑥,𝐺

Allowed substitution hint:   𝐵(𝑥)

Proof of Theorem signsplypnf

Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		plyf 24245	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
2	1	ffnd 6224	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → 𝐹 Fn ℂ)
3		ovex 6874	. . . . . 6 ⊢ (𝑥↑𝐷) ∈ V
4	3	rgenw 3071	. . . . 5 ⊢ ∀𝑥 ∈ ℝ+ (𝑥↑𝐷) ∈ V
5		signsplypnf.g	. . . . . 6 ⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (𝑥↑𝐷))
6	5	fnmpt 6198	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℝ+ (𝑥↑𝐷) ∈ V → 𝐺 Fn ℝ+)
7	4, 6	mp1i 13	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → 𝐺 Fn ℝ+)
8		cnex 10270	. . . . 5 ⊢ ℂ ∈ V
9	8	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → ℂ ∈ V)
10		reex 10280	. . . . . 6 ⊢ ℝ ∈ V
11		rpssre 12035	. . . . . 6 ⊢ ℝ+ ⊆ ℝ
12	10, 11	ssexi 4964	. . . . 5 ⊢ ℝ+ ∈ V
13	12	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → ℝ+ ∈ V)
14		ax-resscn 10246	. . . . . 6 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
15	11, 14	sstri 3770	. . . . 5 ⊢ ℝ+ ⊆ ℂ
16		sseqin2 3979	. . . . 5 ⊢ (ℝ+ ⊆ ℂ ↔ (ℂ ∩ ℝ+) = ℝ+)
17	15, 16	mpbi 221	. . . 4 ⊢ (ℂ ∩ ℝ+) = ℝ+
18		signsply0.c	. . . . 5 ⊢ 𝐶 = (coeff‘𝐹)
19		signsply0.d	. . . . 5 ⊢ 𝐷 = (deg‘𝐹)
20	18, 19	coeid2 24286	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝐹‘𝑥) = Σ𝑘 ∈ (0...𝐷)((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)))
21	5	fvmpt2 6480	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥↑𝐷) ∈ V) → (𝐺‘𝑥) = (𝑥↑𝐷))
22	3, 21	mpan2 682	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ+ → (𝐺‘𝑥) = (𝑥↑𝐷))
23	22	adantl 473	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝐺‘𝑥) = (𝑥↑𝐷))
24	2, 7, 9, 13, 17, 20, 23	offval 7102	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝐹 ∘𝑓 / 𝐺) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (Σ𝑘 ∈ (0...𝐷)((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))))
25		fzfid 12980	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (0...𝐷) ∈ Fin)
26	15	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → ℝ+ ⊆ ℂ)
27	26	sselda 3761	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ∈ ℂ)
28		dgrcl 24280	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (deg‘𝐹) ∈ ℕ0)
29	19, 28	syl5eqel 2848	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → 𝐷 ∈ ℕ0)
30	29	adantr 472	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝐷 ∈ ℕ0)
31	27, 30	expcld 13215	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑𝐷) ∈ ℂ)
32	18	coef3 24279	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → 𝐶:ℕ0⟶ℂ)
33	32	ad2antrr 717	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → 𝐶:ℕ0⟶ℂ)
34		elfznn0 12640	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 ∈ (0...𝐷) → 𝑘 ∈ ℕ0)
35	34	adantl 473	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
36	33, 35	ffvelrnd 6550	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → (𝐶‘𝑘) ∈ ℂ)
37	27	adantr 472	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → 𝑥 ∈ ℂ)
38	37, 35	expcld 13215	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → (𝑥↑𝑘) ∈ ℂ)
39	36, 38	mulcld 10314	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → ((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) ∈ ℂ)
40		rpne0 12046	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ+ → 𝑥 ≠ 0)
41	40	adantl 473	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ≠ 0)
42	29	nn0zd 11727	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → 𝐷 ∈ ℤ)
43	42	adantr 472	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝐷 ∈ ℤ)
44	27, 41, 43	expne0d 13221	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑𝐷) ≠ 0)
45	25, 31, 39, 44	fsumdivc 14804	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (Σ𝑘 ∈ (0...𝐷)((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = Σ𝑘 ∈ (0...𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)))
46		fzodisj 12710	. . . . . . . 8 ⊢ ((0..^𝐷) ∩ (𝐷..^(𝐷 + 1))) = ∅
47		fzosn 12747	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐷 ∈ ℤ → (𝐷..^(𝐷 + 1)) = {𝐷})
48	47	ineq2d 3976	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐷 ∈ ℤ → ((0..^𝐷) ∩ (𝐷..^(𝐷 + 1))) = ((0..^𝐷) ∩ {𝐷}))
49	46, 48	syl5reqr 2814	. . . . . . 7 ⊢ (𝐷 ∈ ℤ → ((0..^𝐷) ∩ {𝐷}) = ∅)
50	43, 49	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → ((0..^𝐷) ∩ {𝐷}) = ∅)
51		fzval3 12745	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐷 ∈ ℤ → (0...𝐷) = (0..^(𝐷 + 1)))
52	42, 51	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (0...𝐷) = (0..^(𝐷 + 1)))
53		nn0uz 11922	. . . . . . . . . 10 ⊢ ℕ0 = (ℤ≥‘0)
54	29, 53	syl6eleq 2854	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → 𝐷 ∈ (ℤ≥‘0))
55		fzosplitsn 12784	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐷 ∈ (ℤ≥‘0) → (0..^(𝐷 + 1)) = ((0..^𝐷) ∪ {𝐷}))
56	54, 55	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (0..^(𝐷 + 1)) = ((0..^𝐷) ∪ {𝐷}))
57	52, 56	eqtrd 2799	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (0...𝐷) = ((0..^𝐷) ∪ {𝐷}))
58	57	adantr 472	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (0...𝐷) = ((0..^𝐷) ∪ {𝐷}))
59	31	adantr 472	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → (𝑥↑𝐷) ∈ ℂ)
60	41	adantr 472	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → 𝑥 ≠ 0)
61	43	adantr 472	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → 𝐷 ∈ ℤ)
62	37, 60, 61	expne0d 13221	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → (𝑥↑𝐷) ≠ 0)
63	39, 59, 62	divcld 11055	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ ℂ)
64	50, 58, 25, 63	fsumsplit 14758	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → Σ𝑘 ∈ (0...𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = (Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) + Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))))
65	45, 64	eqtrd 2799	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (Σ𝑘 ∈ (0...𝐷)((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = (Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) + Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))))
66	65	mpteq2dva 4903	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (Σ𝑘 ∈ (0...𝐷)((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) + Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)))))
67	24, 66	eqtrd 2799	. 2 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝐹 ∘𝑓 / 𝐺) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) + Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)))))
68		sumex 14705	. . . . 5 ⊢ Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ V
69	68	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ V)
70		sumex 14705	. . . . 5 ⊢ Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ V
71	70	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ V)
72	11	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → ℝ+ ⊆ ℝ)
73		fzofi 12981	. . . . . . 7 ⊢ (0..^𝐷) ∈ Fin
74	73	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (0..^𝐷) ∈ Fin)
75		ovexd 6876	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷))) → (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ V)
76	32	ad2antrr 717	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝐶:ℕ0⟶ℂ)
77		elfzonn0 12721	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝐷) → 𝑘 ∈ ℕ0)
78	77	ad2antlr 718	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑘 ∈ ℕ0)
79	76, 78	ffvelrnd 6550	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝐶‘𝑘) ∈ ℂ)
80	27	adantlr 706	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ∈ ℂ)
81	80, 78	expcld 13215	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑𝑘) ∈ ℂ)
82	31	adantlr 706	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑𝐷) ∈ ℂ)
83	40	adantl 473	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ≠ 0)
84	43	adantlr 706	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝐷 ∈ ℤ)
85	80, 83, 84	expne0d 13221	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑𝐷) ≠ 0)
86	79, 81, 82, 85	divassd 11090	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = ((𝐶‘𝑘) · ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷))))
87	86	mpteq2dva 4903	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((𝐶‘𝑘) · ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷)))))
88		fvexd 6390	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝐶‘𝑘) ∈ V)
89		ovexd 6876	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷)) ∈ V)
90	32	adantr 472	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → 𝐶:ℕ0⟶ℂ)
91	77	adantl 473	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
92	90, 91	ffvelrnd 6550	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝐶‘𝑘) ∈ ℂ)
93		rlimconst 14562	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((ℝ+ ⊆ ℝ ∧ (𝐶‘𝑘) ∈ ℂ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (𝐶‘𝑘)) ⇝𝑟 (𝐶‘𝑘))
94	11, 92, 93	sylancr 581	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (𝐶‘𝑘)) ⇝𝑟 (𝐶‘𝑘))
95	78	nn0zd 11727	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑘 ∈ ℤ)
96	84, 95	zsubcld 11734	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝐷 − 𝑘) ∈ ℤ)
97	80, 83, 96	cxpexpzd 24748	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑𝑐(𝐷 − 𝑘)) = (𝑥↑(𝐷 − 𝑘)))
98	97	oveq2d 6858	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (1 / (𝑥↑𝑐(𝐷 − 𝑘))) = (1 / (𝑥↑(𝐷 − 𝑘))))
99	80, 83, 96	expnegd 13222	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑-(𝐷 − 𝑘)) = (1 / (𝑥↑(𝐷 − 𝑘))))
100	84	zcnd 11730	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝐷 ∈ ℂ)
101	78	nn0cnd 11600	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑘 ∈ ℂ)
102	100, 101	negsubdi2d 10662	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → -(𝐷 − 𝑘) = (𝑘 − 𝐷))
103	102	oveq2d 6858	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑-(𝐷 − 𝑘)) = (𝑥↑(𝑘 − 𝐷)))
104	98, 99, 103	3eqtr2d 2805	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (1 / (𝑥↑𝑐(𝐷 − 𝑘))) = (𝑥↑(𝑘 − 𝐷)))
105	80, 83, 84, 95	expsubd 13226	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑(𝑘 − 𝐷)) = ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷)))
106	104, 105	eqtrd 2799	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (1 / (𝑥↑𝑐(𝐷 − 𝑘))) = ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷)))
107	106	mpteq2dva 4903	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (1 / (𝑥↑𝑐(𝐷 − 𝑘)))) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷))))
108	91	nn0red 11599	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → 𝑘 ∈ ℝ)
109	29	adantr 472	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → 𝐷 ∈ ℕ0)
110	109	nn0red 11599	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → 𝐷 ∈ ℝ)
111		elfzolt2 12687	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝐷) → 𝑘 < 𝐷)
112	111	adantl 473	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → 𝑘 < 𝐷)
113		difrp 12066	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) → (𝑘 < 𝐷 ↔ (𝐷 − 𝑘) ∈ ℝ+))
114	113	biimpa 468	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) ∧ 𝑘 < 𝐷) → (𝐷 − 𝑘) ∈ ℝ+)
115	108, 110, 112, 114	syl21anc 866	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝐷 − 𝑘) ∈ ℝ+)
116		cxplim 24989	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐷 − 𝑘) ∈ ℝ+ → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (1 / (𝑥↑𝑐(𝐷 − 𝑘)))) ⇝𝑟 0)
117	115, 116	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (1 / (𝑥↑𝑐(𝐷 − 𝑘)))) ⇝𝑟 0)
118	107, 117	eqbrtrrd 4833	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷))) ⇝𝑟 0)
119	88, 89, 94, 118	rlimmul 14662	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((𝐶‘𝑘) · ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷)))) ⇝𝑟 ((𝐶‘𝑘) · 0))
120	92	mul01d 10489	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → ((𝐶‘𝑘) · 0) = 0)
121	119, 120	breqtrd 4835	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((𝐶‘𝑘) · ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷)))) ⇝𝑟 0)
122	87, 121	eqbrtrd 4831	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))) ⇝𝑟 0)
123	72, 74, 75, 122	fsumrlim 14829	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))) ⇝𝑟 Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)0)
124	74	olcd 900	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → ((0..^𝐷) ⊆ (ℤ≥‘0) ∨ (0..^𝐷) ∈ Fin))
125		sumz 14740	. . . . . 6 ⊢ (((0..^𝐷) ⊆ (ℤ≥‘0) ∨ (0..^𝐷) ∈ Fin) → Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)0 = 0)
126	124, 125	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)0 = 0)
127	123, 126	breqtrd 4835	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))) ⇝𝑟 0)
128	32, 29	ffvelrnd 6550	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝐶‘𝐷) ∈ ℂ)
129	128	adantr 472	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝐶‘𝐷) ∈ ℂ)
130	129, 31	mulcld 10314	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → ((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)) ∈ ℂ)
131	130, 31, 44	divcld 11055	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ ℂ)
132		fveq2 6375	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 = 𝐷 → (𝐶‘𝑘) = (𝐶‘𝐷))
133		oveq2 6850	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 = 𝐷 → (𝑥↑𝑘) = (𝑥↑𝐷))
134	132, 133	oveq12d 6860	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 = 𝐷 → ((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) = ((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)))
135	134	oveq1d 6857	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 = 𝐷 → (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = (((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)) / (𝑥↑𝐷)))
136	135	sumsn 14762	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐷 ∈ ℕ0 ∧ (((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = (((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)) / (𝑥↑𝐷)))
137	30, 131, 136	syl2anc 579	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = (((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)) / (𝑥↑𝐷)))
138	129, 31, 44	divcan4d 11061	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)) / (𝑥↑𝐷)) = (𝐶‘𝐷))
139	137, 138	eqtrd 2799	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = (𝐶‘𝐷))
140	139	mpteq2dva 4903	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (𝐶‘𝐷)))
141		rlimconst 14562	. . . . . 6 ⊢ ((ℝ+ ⊆ ℝ ∧ (𝐶‘𝐷) ∈ ℂ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (𝐶‘𝐷)) ⇝𝑟 (𝐶‘𝐷))
142	11, 128, 141	sylancr 581	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (𝐶‘𝐷)) ⇝𝑟 (𝐶‘𝐷))
143	140, 142	eqbrtrd 4831	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))) ⇝𝑟 (𝐶‘𝐷))
144	69, 71, 127, 143	rlimadd 14660	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) + Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)))) ⇝𝑟 (0 + (𝐶‘𝐷)))
145	128	addid2d 10491	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (0 + (𝐶‘𝐷)) = (𝐶‘𝐷))
146		signsply0.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (𝐶‘𝐷)
147	145, 146	syl6eqr 2817	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (0 + (𝐶‘𝐷)) = 𝐵)
148	144, 147	breqtrd 4835	. 2 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) + Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)))) ⇝𝑟 𝐵)
149	67, 148	eqbrtrd 4831	1 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝐹 ∘𝑓 / 𝐺) ⇝𝑟 𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 384   ∨ wo 873   = wceq 1652   ∈ wcel 2155   ≠ wne 2937  ∀wral 3055  Vcvv 3350   ∪ cun 3730   ∩ cin 3731   ⊆ wss 3732  ∅c0 4079  {csn 4334   class class class wbr 4809   ↦ cmpt 4888   Fn wfn 6063  ⟶wf 6064  ‘cfv 6068  (class class class)co 6842   ∘_𝑓 cof 7093  Fincfn 8160  ℂcc 10187  ℝcr 10188  0cc0 10189  1c1 10190   + caddc 10192   · cmul 10194   < clt 10328   − cmin 10520  -cneg 10521   / cdiv 10938  ℕ₀cn0 11538  ℤcz 11624  ℤ_≥cuz 11886  ℝ⁺crp 12028  ...cfz 12533  ..^cfzo 12673  ↑cexp 13067   ⇝_𝑟 crli 14503  Σcsu 14703  Polycply 24231  coeffccoe 24233  degcdgr 24234  ↑_𝑐ccxp 24593

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4930  ax-sep 4941  ax-nul 4949  ax-pow 5001  ax-pr 5062  ax-un 7147  ax-inf2 8753  ax-cnex 10245  ax-resscn 10246  ax-1cn 10247  ax-icn 10248  ax-addcl 10249  ax-addrcl 10250  ax-mulcl 10251  ax-mulrcl 10252  ax-mulcom 10253  ax-addass 10254  ax-mulass 10255  ax-distr 10256  ax-i2m1 10257  ax-1ne0 10258  ax-1rid 10259  ax-rnegex 10260  ax-rrecex 10261  ax-cnre 10262  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264  ax-pre-ltadd 10265  ax-pre-mulgt0 10266  ax-pre-sup 10267  ax-addf 10268  ax-mulf 10269

This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-fal 1666  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3597  df-csb 3692  df-dif 3735  df-un 3737  df-in 3739  df-ss 3746  df-pss 3748  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-tp 4339  df-op 4341  df-uni 4595  df-int 4634  df-iun 4678  df-iin 4679  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-tr 4912  df-id 5185  df-eprel 5190  df-po 5198  df-so 5199  df-fr 5236  df-se 5237  df-we 5238  df-xp 5283  df-rel 5284  df-cnv 5285  df-co 5286  df-dm 5287  df-rn 5288  df-res 5289  df-ima 5290  df-pred 5865  df-ord 5911  df-on 5912  df-lim 5913  df-suc 5914  df-iota 6031  df-fun 6070  df-fn 6071  df-f 6072  df-f1 6073  df-fo 6074  df-f1o 6075  df-fv 6076  df-isom 6077  df-riota 6803  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-of 7095  df-om 7264  df-1st 7366  df-2nd 7367  df-supp 7498  df-wrecs 7610  df-recs 7672  df-rdg 7710  df-1o 7764  df-2o 7765  df-oadd 7768  df-er 7947  df-map 8062  df-pm 8063  df-ixp 8114  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-fin 8164  df-fsupp 8483  df-fi 8524  df-sup 8555  df-inf 8556  df-oi 8622  df-card 9016  df-cda 9243  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-sub 10522  df-neg 10523  df-div 10939  df-nn 11275  df-2 11335  df-3 11336  df-4 11337  df-5 11338  df-6 11339  df-7 11340  df-8 11341  df-9 11342  df-n0 11539  df-z 11625  df-dec 11741  df-uz 11887  df-q 11990  df-rp 12029  df-xneg 12146  df-xadd 12147  df-xmul 12148  df-ioo 12381  df-ioc 12382  df-ico 12383  df-icc 12384  df-fz 12534  df-fzo 12674  df-fl 12801  df-mod 12877  df-seq 13009  df-exp 13068  df-fac 13265  df-bc 13294  df-hash 13322  df-shft 14094  df-cj 14126  df-re 14127  df-im 14128  df-sqrt 14262  df-abs 14263  df-limsup 14489  df-clim 14506  df-rlim 14507  df-sum 14704  df-ef 15082  df-sin 15084  df-cos 15085  df-pi 15087  df-struct 16134  df-ndx 16135  df-slot 16136  df-base 16138  df-sets 16139  df-ress 16140  df-plusg 16229  df-mulr 16230  df-starv 16231  df-sca 16232  df-vsca 16233  df-ip 16234  df-tset 16235  df-ple 16236  df-ds 16238  df-unif 16239  df-hom 16240  df-cco 16241  df-rest 16351  df-topn 16352  df-0g 16370  df-gsum 16371  df-topgen 16372  df-pt 16373  df-prds 16376  df-xrs 16430  df-qtop 16435  df-imas 16436  df-xps 16438  df-mre 16514  df-mrc 16515  df-acs 16517  df-mgm 17510  df-sgrp 17552  df-mnd 17563  df-submnd 17604  df-mulg 17810  df-cntz 18015  df-cmn 18461  df-psmet 20011  df-xmet 20012  df-met 20013  df-bl 20014  df-mopn 20015  df-fbas 20016  df-fg 20017  df-cnfld 20020  df-top 20978  df-topon 20995  df-topsp 21017  df-bases 21030  df-cld 21103  df-ntr 21104  df-cls 21105  df-nei 21182  df-lp 21220  df-perf 21221  df-cn 21311  df-cnp 21312  df-haus 21399  df-tx 21645  df-hmeo 21838  df-fil 21929  df-fm 22021  df-flim 22022  df-flf 22023  df-xms 22404  df-ms 22405  df-tms 22406  df-cncf 22960  df-0p 23728  df-limc 23921  df-dv 23922  df-ply 24235  df-coe 24237  df-dgr 24238  df-log 24594  df-cxp 24595

This theorem is referenced by:  signsply0  31011