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Theorem psdmplcl

Description: The derivative of a polynomial is a polynomial. (Contributed by SN, 12-Apr-2025)

Ref Expression
Hypotheses psdmplcl.p P = I mPoly R
psdmplcl.b B = Base P
psdmplcl.r φ R Mnd
psdmplcl.x φ X I
psdmplcl.f φ F B
Assertion psdmplcl φ I mPSDer R X F B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 psdmplcl.p P = I mPoly R
2 psdmplcl.b B = Base P
3 psdmplcl.r φ R Mnd
4 psdmplcl.x φ X I
5 psdmplcl.f φ F B
6 eqid I mPwSer R = I mPwSer R
7 eqid Base I mPwSer R = Base I mPwSer R
8 mndmgm R Mnd R Mgm
9 3 8 syl φ R Mgm
10 1 6 2 7 mplbasss B Base I mPwSer R
11 10 5 sselid φ F Base I mPwSer R
12 6 7 9 4 11 psdcl φ I mPSDer R X F Base I mPwSer R
13 eqid h 0 I | h -1 Fin = h 0 I | h -1 Fin
14 6 7 13 4 11 psdval φ I mPSDer R X F = k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 R F k + f y I if y = X 1 0
15 ovex 0 I V
16 15 rabex h 0 I | h -1 Fin V
17 16 a1i φ h 0 I | h -1 Fin V
18 17 mptexd φ k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 R F k + f y I if y = X 1 0 V
19 fvexd φ 0 R V
20 funmpt Fun k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 R F k + f y I if y = X 1 0
21 20 a1i φ Fun k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 R F k + f y I if y = X 1 0
22 simpr φ k h 0 I | h -1 Fin k h 0 I | h -1 Fin
23 reldmmpl Rel dom mPoly
24 1 2 23 strov2rcl F B I V
25 5 24 syl φ I V
26 13 psrbagsn I V y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
27 25 26 syl φ y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
28 27 adantr φ k h 0 I | h -1 Fin y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
29 13 psrbagaddcl k h 0 I | h -1 Fin y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
30 22 28 29 syl2anc φ k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
31 eqidd φ k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 = k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0
32 eqid Base R = Base R
33 1 32 2 13 5 mplelf φ F : h 0 I | h -1 Fin Base R
34 33 feqmptd φ F = z h 0 I | h -1 Fin F z
35 fveq2 z = k + f y I if y = X 1 0 F z = F k + f y I if y = X 1 0
36 30 31 34 35 fmptco φ F k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 = k h 0 I | h -1 Fin F k + f y I if y = X 1 0
37 eqid 0 R = 0 R
38 1 2 37 5 mplelsfi φ finSupp 0 R F
39 30 fmpttd φ k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin h 0 I | h -1 Fin
40 ovex b f y I if y = X 1 0 V
41 eqid b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 = b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0
42 40 41 fnmpti b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 Fn h 0 I | h -1 Fin
43 42 a1i φ b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 Fn h 0 I | h -1 Fin
44 dffn3 b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 Fn h 0 I | h -1 Fin b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin ran b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0
45 43 44 sylib φ b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin ran b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0
46 45 39 fcod φ b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin ran b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0
47 46 ffnd φ b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 Fn h 0 I | h -1 Fin
48 fnresi I h 0 I | h -1 Fin Fn h 0 I | h -1 Fin
49 48 a1i φ I h 0 I | h -1 Fin Fn h 0 I | h -1 Fin
50 13 psrbagf d h 0 I | h -1 Fin d : I 0
51 50 adantl φ d h 0 I | h -1 Fin d : I 0
52 51 ffvelcdmda φ d h 0 I | h -1 Fin i I d i 0
53 52 nn0cnd φ d h 0 I | h -1 Fin i I d i
54 ax-1cn 1
55 0cn 0
56 54 55 ifcli if i = X 1 0
57 56 a1i φ d h 0 I | h -1 Fin i I if i = X 1 0
58 53 57 pncand φ d h 0 I | h -1 Fin i I d i + if i = X 1 0 - if i = X 1 0 = d i
59 58 mpteq2dva φ d h 0 I | h -1 Fin i I d i + if i = X 1 0 - if i = X 1 0 = i I d i
60 simpr φ d h 0 I | h -1 Fin d h 0 I | h -1 Fin
61 27 adantr φ d h 0 I | h -1 Fin y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
62 13 psrbagaddcl d h 0 I | h -1 Fin y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
63 60 61 62 syl2anc φ d h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
64 13 psrbagf d + f y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 : I 0
65 64 ffnd d + f y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 Fn I
66 63 65 syl φ d h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 Fn I
67 1ex 1 V
68 c0ex 0 V
69 67 68 ifex if y = X 1 0 V
70 eqid y I if y = X 1 0 = y I if y = X 1 0
71 69 70 fnmpti y I if y = X 1 0 Fn I
72 71 a1i φ d h 0 I | h -1 Fin y I if y = X 1 0 Fn I
73 25 adantr φ d h 0 I | h -1 Fin I V
74 inidm I I = I
75 50 ffnd d h 0 I | h -1 Fin d Fn I
76 75 adantl φ d h 0 I | h -1 Fin d Fn I
77 eqidd φ d h 0 I | h -1 Fin i I d i = d i
78 eqeq1 y = i y = X i = X
79 78 ifbid y = i if y = X 1 0 = if i = X 1 0
80 simpr φ d h 0 I | h -1 Fin i I i I
81 67 68 ifex if i = X 1 0 V
82 81 a1i φ d h 0 I | h -1 Fin i I if i = X 1 0 V
83 70 79 80 82 fvmptd3 φ d h 0 I | h -1 Fin i I y I if y = X 1 0 i = if i = X 1 0
84 76 72 73 73 74 77 83 ofval φ d h 0 I | h -1 Fin i I d + f y I if y = X 1 0 i = d i + if i = X 1 0
85 66 72 73 73 74 84 83 offval φ d h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 f y I if y = X 1 0 = i I d i + if i = X 1 0 - if i = X 1 0
86 51 feqmptd φ d h 0 I | h -1 Fin d = i I d i
87 59 85 86 3eqtr4d φ d h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 f y I if y = X 1 0 = d
88 30 adantlr φ d h 0 I | h -1 Fin k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
89 88 fmpttd φ d h 0 I | h -1 Fin k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin h 0 I | h -1 Fin
90 89 60 fvco3d φ d h 0 I | h -1 Fin b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 d = b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 d
91 eqid k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 = k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0
92 oveq1 k = d k + f y I if y = X 1 0 = d + f y I if y = X 1 0
93 ovexd φ d h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 V
94 91 92 60 93 fvmptd3 φ d h 0 I | h -1 Fin k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 d = d + f y I if y = X 1 0
95 94 fveq2d φ d h 0 I | h -1 Fin b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 d = b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 d + f y I if y = X 1 0
96 oveq1 b = d + f y I if y = X 1 0 b f y I if y = X 1 0 = d + f y I if y = X 1 0 f y I if y = X 1 0
97 ovexd φ d h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 f y I if y = X 1 0 V
98 41 96 63 97 fvmptd3 φ d h 0 I | h -1 Fin b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 d + f y I if y = X 1 0 = d + f y I if y = X 1 0 f y I if y = X 1 0
99 90 95 98 3eqtrd φ d h 0 I | h -1 Fin b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 d = d + f y I if y = X 1 0 f y I if y = X 1 0
100 fvresi d h 0 I | h -1 Fin I h 0 I | h -1 Fin d = d
101 100 adantl φ d h 0 I | h -1 Fin I h 0 I | h -1 Fin d = d
102 87 99 101 3eqtr4d φ d h 0 I | h -1 Fin b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 d = I h 0 I | h -1 Fin d
103 47 49 102 eqfnfvd φ b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 = I h 0 I | h -1 Fin
104 fcof1 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin h 0 I | h -1 Fin b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 = I h 0 I | h -1 Fin k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin 1-1 h 0 I | h -1 Fin
105 39 103 104 syl2anc φ k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin 1-1 h 0 I | h -1 Fin
106 38 105 19 5 fsuppco φ finSupp 0 R F k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0
107 36 106 eqbrtrrd φ finSupp 0 R k h 0 I | h -1 Fin F k + f y I if y = X 1 0
108 107 fsuppimpd φ k h 0 I | h -1 Fin F k + f y I if y = X 1 0 supp 0 R Fin
109 ssidd φ k h 0 I | h -1 Fin F k + f y I if y = X 1 0 supp 0 R k h 0 I | h -1 Fin F k + f y I if y = X 1 0 supp 0 R
110 eqid R = R
111 32 110 37 mulgnn0z R Mnd n 0 n R 0 R = 0 R
112 3 111 sylan φ n 0 n R 0 R = 0 R
113 13 psrbagf k h 0 I | h -1 Fin k : I 0
114 113 adantl φ k h 0 I | h -1 Fin k : I 0
115 4 adantr φ k h 0 I | h -1 Fin X I
116 114 115 ffvelcdmd φ k h 0 I | h -1 Fin k X 0
117 peano2nn0 k X 0 k X + 1 0
118 116 117 syl φ k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 0
119 fvexd φ k h 0 I | h -1 Fin F k + f y I if y = X 1 0 V
120 109 112 118 119 19 suppssov2 φ k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 R F k + f y I if y = X 1 0 supp 0 R k h 0 I | h -1 Fin F k + f y I if y = X 1 0 supp 0 R
121 108 120 ssfid φ k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 R F k + f y I if y = X 1 0 supp 0 R Fin
122 18 19 21 121 isfsuppd φ finSupp 0 R k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 R F k + f y I if y = X 1 0
123 14 122 eqbrtrd φ finSupp 0 R I mPSDer R X F
124 1 6 7 37 2 mplelbas I mPSDer R X F B I mPSDer R X F Base I mPwSer R finSupp 0 R I mPSDer R X F
125 12 123 124 sylanbrc φ I mPSDer R X F B