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Theorem coe1tmmul

Description: Coefficient vector of a polynomial multiplied on the left by a term. (Contributed by Stefan O'Rear, 29-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses coe1tm.z 0 ˙ = 0 R
coe1tm.k K = Base R
coe1tm.p P = Poly 1 R
coe1tm.x X = var 1 R
coe1tm.m · ˙ = P
coe1tm.n N = mulGrp P
coe1tm.e × ˙ = N
coe1tmmul.b B = Base P
coe1tmmul.t ˙ = P
coe1tmmul.u × ˙ = R
coe1tmmul.a φ A B
coe1tmmul.r φ R Ring
coe1tmmul.c φ C K
coe1tmmul.d φ D 0
Assertion coe1tmmul φ coe 1 C · ˙ D × ˙ X ˙ A = x 0 if D x C × ˙ coe 1 A x D 0 ˙

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 coe1tm.z 0 ˙ = 0 R
2 coe1tm.k K = Base R
3 coe1tm.p P = Poly 1 R
4 coe1tm.x X = var 1 R
5 coe1tm.m · ˙ = P
6 coe1tm.n N = mulGrp P
7 coe1tm.e × ˙ = N
8 coe1tmmul.b B = Base P
9 coe1tmmul.t ˙ = P
10 coe1tmmul.u × ˙ = R
11 coe1tmmul.a φ A B
12 coe1tmmul.r φ R Ring
13 coe1tmmul.c φ C K
14 coe1tmmul.d φ D 0
15 2 3 4 5 6 7 8 ply1tmcl R Ring C K D 0 C · ˙ D × ˙ X B
16 12 13 14 15 syl3anc φ C · ˙ D × ˙ X B
17 3 9 10 8 coe1mul R Ring C · ˙ D × ˙ X B A B coe 1 C · ˙ D × ˙ X ˙ A = x 0 R y = 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y
18 12 16 11 17 syl3anc φ coe 1 C · ˙ D × ˙ X ˙ A = x 0 R y = 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y
19 eqeq2 C × ˙ coe 1 A x D = if D x C × ˙ coe 1 A x D 0 ˙ R y = 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = C × ˙ coe 1 A x D R y = 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = if D x C × ˙ coe 1 A x D 0 ˙
20 eqeq2 0 ˙ = if D x C × ˙ coe 1 A x D 0 ˙ R y = 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = 0 ˙ R y = 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = if D x C × ˙ coe 1 A x D 0 ˙
21 12 ad2antrr φ x 0 D x R Ring
22 ringmnd R Ring R Mnd
23 21 22 syl φ x 0 D x R Mnd
24 ovexd φ x 0 D x 0 x V
25 14 ad2antrr φ x 0 D x D 0
26 simpr φ x 0 D x D x
27 fznn0 x 0 D 0 x D 0 D x
28 27 ad2antlr φ x 0 D x D 0 x D 0 D x
29 25 26 28 mpbir2and φ x 0 D x D 0 x
30 12 ad2antrr φ x 0 y 0 x R Ring
31 eqid coe 1 C · ˙ D × ˙ X = coe 1 C · ˙ D × ˙ X
32 31 8 3 2 coe1f C · ˙ D × ˙ X B coe 1 C · ˙ D × ˙ X : 0 K
33 16 32 syl φ coe 1 C · ˙ D × ˙ X : 0 K
34 33 adantr φ x 0 coe 1 C · ˙ D × ˙ X : 0 K
35 elfznn0 y 0 x y 0
36 ffvelrn coe 1 C · ˙ D × ˙ X : 0 K y 0 coe 1 C · ˙ D × ˙ X y K
37 34 35 36 syl2an φ x 0 y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y K
38 eqid coe 1 A = coe 1 A
39 38 8 3 2 coe1f A B coe 1 A : 0 K
40 11 39 syl φ coe 1 A : 0 K
41 40 adantr φ x 0 coe 1 A : 0 K
42 fznn0sub y 0 x x y 0
43 ffvelrn coe 1 A : 0 K x y 0 coe 1 A x y K
44 41 42 43 syl2an φ x 0 y 0 x coe 1 A x y K
45 2 10 ringcl R Ring coe 1 C · ˙ D × ˙ X y K coe 1 A x y K coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y K
46 30 37 44 45 syl3anc φ x 0 y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y K
47 46 fmpttd φ x 0 y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y : 0 x K
48 47 adantr φ x 0 D x y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y : 0 x K
49 12 ad3antrrr φ x 0 D x y 0 x D R Ring
50 13 ad3antrrr φ x 0 D x y 0 x D C K
51 14 ad3antrrr φ x 0 D x y 0 x D D 0
52 eldifi y 0 x D y 0 x
53 52 35 syl y 0 x D y 0
54 53 adantl φ x 0 D x y 0 x D y 0
55 eldifsni y 0 x D y D
56 55 necomd y 0 x D D y
57 56 adantl φ x 0 D x y 0 x D D y
58 1 2 3 4 5 6 7 49 50 51 54 57 coe1tmfv2 φ x 0 D x y 0 x D coe 1 C · ˙ D × ˙ X y = 0 ˙
59 58 oveq1d φ x 0 D x y 0 x D coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = 0 ˙ × ˙ coe 1 A x y
60 2 10 1 ringlz R Ring coe 1 A x y K 0 ˙ × ˙ coe 1 A x y = 0 ˙
61 30 44 60 syl2anc φ x 0 y 0 x 0 ˙ × ˙ coe 1 A x y = 0 ˙
62 52 61 sylan2 φ x 0 y 0 x D 0 ˙ × ˙ coe 1 A x y = 0 ˙
63 62 adantlr φ x 0 D x y 0 x D 0 ˙ × ˙ coe 1 A x y = 0 ˙
64 59 63 eqtrd φ x 0 D x y 0 x D coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = 0 ˙
65 64 24 suppss2 φ x 0 D x y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y supp 0 ˙ D
66 2 1 23 24 29 48 65 gsumpt φ x 0 D x R y = 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y D
67 fveq2 y = D coe 1 C · ˙ D × ˙ X y = coe 1 C · ˙ D × ˙ X D
68 oveq2 y = D x y = x D
69 68 fveq2d y = D coe 1 A x y = coe 1 A x D
70 67 69 oveq12d y = D coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = coe 1 C · ˙ D × ˙ X D × ˙ coe 1 A x D
71 eqid y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y
72 ovex coe 1 C · ˙ D × ˙ X D × ˙ coe 1 A x D V
73 70 71 72 fvmpt D 0 x y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y D = coe 1 C · ˙ D × ˙ X D × ˙ coe 1 A x D
74 29 73 syl φ x 0 D x y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y D = coe 1 C · ˙ D × ˙ X D × ˙ coe 1 A x D
75 1 2 3 4 5 6 7 coe1tmfv1 R Ring C K D 0 coe 1 C · ˙ D × ˙ X D = C
76 12 13 14 75 syl3anc φ coe 1 C · ˙ D × ˙ X D = C
77 76 ad2antrr φ x 0 D x coe 1 C · ˙ D × ˙ X D = C
78 77 oveq1d φ x 0 D x coe 1 C · ˙ D × ˙ X D × ˙ coe 1 A x D = C × ˙ coe 1 A x D
79 74 78 eqtrd φ x 0 D x y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y D = C × ˙ coe 1 A x D
80 66 79 eqtrd φ x 0 D x R y = 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = C × ˙ coe 1 A x D
81 12 ad3antrrr φ x 0 ¬ D x y 0 x R Ring
82 13 ad3antrrr φ x 0 ¬ D x y 0 x C K
83 14 ad3antrrr φ x 0 ¬ D x y 0 x D 0
84 35 adantl φ x 0 ¬ D x y 0 x y 0
85 elfzle2 y 0 x y x
86 85 adantl φ x 0 y 0 x y x
87 breq1 D = y D x y x
88 86 87 syl5ibrcom φ x 0 y 0 x D = y D x
89 88 necon3bd φ x 0 y 0 x ¬ D x D y
90 89 imp φ x 0 y 0 x ¬ D x D y
91 90 an32s φ x 0 ¬ D x y 0 x D y
92 1 2 3 4 5 6 7 81 82 83 84 91 coe1tmfv2 φ x 0 ¬ D x y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y = 0 ˙
93 92 oveq1d φ x 0 ¬ D x y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = 0 ˙ × ˙ coe 1 A x y
94 61 adantlr φ x 0 ¬ D x y 0 x 0 ˙ × ˙ coe 1 A x y = 0 ˙
95 93 94 eqtrd φ x 0 ¬ D x y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = 0 ˙
96 95 mpteq2dva φ x 0 ¬ D x y 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = y 0 x 0 ˙
97 96 oveq2d φ x 0 ¬ D x R y = 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = R y = 0 x 0 ˙
98 12 22 syl φ R Mnd
99 98 ad2antrr φ x 0 ¬ D x R Mnd
100 ovexd φ x 0 ¬ D x 0 x V
101 1 gsumz R Mnd 0 x V R y = 0 x 0 ˙ = 0 ˙
102 99 100 101 syl2anc φ x 0 ¬ D x R y = 0 x 0 ˙ = 0 ˙
103 97 102 eqtrd φ x 0 ¬ D x R y = 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = 0 ˙
104 19 20 80 103 ifbothda φ x 0 R y = 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = if D x C × ˙ coe 1 A x D 0 ˙
105 104 mpteq2dva φ x 0 R y = 0 x coe 1 C · ˙ D × ˙ X y × ˙ coe 1 A x y = x 0 if D x C × ˙ coe 1 A x D 0 ˙
106 18 105 eqtrd φ coe 1 C · ˙ D × ˙ X ˙ A = x 0 if D x C × ˙ coe 1 A x D 0 ˙