Metamath Proof Explorer


Theorem cayhamlem3

Description: Lemma for cayhamlem4 . (Contributed by AV, 24-Nov-2019) (Revised by AV, 15-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses chcoeffeq.a โŠข ๐ด = ( ๐‘ Mat ๐‘… )
chcoeffeq.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ด )
chcoeffeq.p โŠข ๐‘ƒ = ( Poly1 โ€˜ ๐‘… )
chcoeffeq.y โŠข ๐‘Œ = ( ๐‘ Mat ๐‘ƒ )
chcoeffeq.r โŠข ร— = ( .r โ€˜ ๐‘Œ )
chcoeffeq.s โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐‘Œ )
chcoeffeq.0 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Œ )
chcoeffeq.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘ matToPolyMat ๐‘… )
chcoeffeq.c โŠข ๐ถ = ( ๐‘ CharPlyMat ๐‘… )
chcoeffeq.k โŠข ๐พ = ( ๐ถ โ€˜ ๐‘€ )
chcoeffeq.g โŠข ๐บ = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , ( 0 โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ 0 ) ) ) ) , if ( ๐‘› = ( ๐‘  + 1 ) , ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘  ) ) , if ( ( ๐‘  + 1 ) < ๐‘› , 0 , ( ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) ) )
chcoeffeq.w โŠข ๐‘Š = ( Base โ€˜ ๐‘Œ )
chcoeffeq.1 โŠข 1 = ( 1r โ€˜ ๐ด )
chcoeffeq.m โŠข โˆ— = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด )
chcoeffeq.u โŠข ๐‘ˆ = ( ๐‘ cPolyMatToMat ๐‘… )
cayhamlem.e1 โŠข โ†‘ = ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐ด ) )
cayhamlem.r โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐ด )
Assertion cayhamlem3 ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ โˆƒ ๐‘  โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ( ๐ด ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) ) ) = ( ๐ด ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 chcoeffeq.a โŠข ๐ด = ( ๐‘ Mat ๐‘… )
2 chcoeffeq.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ด )
3 chcoeffeq.p โŠข ๐‘ƒ = ( Poly1 โ€˜ ๐‘… )
4 chcoeffeq.y โŠข ๐‘Œ = ( ๐‘ Mat ๐‘ƒ )
5 chcoeffeq.r โŠข ร— = ( .r โ€˜ ๐‘Œ )
6 chcoeffeq.s โŠข โˆ’ = ( -g โ€˜ ๐‘Œ )
7 chcoeffeq.0 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Œ )
8 chcoeffeq.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘ matToPolyMat ๐‘… )
9 chcoeffeq.c โŠข ๐ถ = ( ๐‘ CharPlyMat ๐‘… )
10 chcoeffeq.k โŠข ๐พ = ( ๐ถ โ€˜ ๐‘€ )
11 chcoeffeq.g โŠข ๐บ = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , ( 0 โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ 0 ) ) ) ) , if ( ๐‘› = ( ๐‘  + 1 ) , ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘  ) ) , if ( ( ๐‘  + 1 ) < ๐‘› , 0 , ( ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) โˆ’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘€ ) ร— ( ๐‘‡ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) ) )
12 chcoeffeq.w โŠข ๐‘Š = ( Base โ€˜ ๐‘Œ )
13 chcoeffeq.1 โŠข 1 = ( 1r โ€˜ ๐ด )
14 chcoeffeq.m โŠข โˆ— = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐ด )
15 chcoeffeq.u โŠข ๐‘ˆ = ( ๐‘ cPolyMatToMat ๐‘… )
16 cayhamlem.e1 โŠข โ†‘ = ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐ด ) )
17 cayhamlem.r โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐ด )
18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 chcoeffeq โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ โˆƒ ๐‘  โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„•0 ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) )
19 2fveq3 โŠข ( ๐‘› = ๐‘™ โ†’ ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘™ ) ) )
20 fveq2 โŠข ( ๐‘› = ๐‘™ โ†’ ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) = ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) )
21 20 oveq1d โŠข ( ๐‘› = ๐‘™ โ†’ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆ— 1 ) )
22 19 21 eqeq12d โŠข ( ๐‘› = ๐‘™ โ†’ ( ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) โ†” ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘™ ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆ— 1 ) ) )
23 22 cbvralvw โŠข ( โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„•0 ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) โ†” โˆ€ ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘™ ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆ— 1 ) )
24 2fveq3 โŠข ( ๐‘™ = ๐‘› โ†’ ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘™ ) ) = ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) )
25 fveq2 โŠข ( ๐‘™ = ๐‘› โ†’ ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) = ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) )
26 25 oveq1d โŠข ( ๐‘™ = ๐‘› โ†’ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆ— 1 ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) )
27 24 26 eqeq12d โŠข ( ๐‘™ = ๐‘› โ†’ ( ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘™ ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆ— 1 ) โ†” ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) ) )
28 27 rspccva โŠข ( ( โˆ€ ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘™ ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆ— 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) )
29 simprll โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) )
30 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) = ( Base โ€˜ ๐‘ƒ )
31 9 1 2 3 30 chpmatply1 โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐ถ โ€˜ ๐‘€ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) )
32 29 31 syl โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) ) โ†’ ( ๐ถ โ€˜ ๐‘€ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) )
33 10 32 eqeltrid โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) ) โ†’ ๐พ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) )
34 eqid โŠข ( coe1 โ€˜ ๐พ ) = ( coe1 โ€˜ ๐พ )
35 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘… ) = ( Base โ€˜ ๐‘… )
36 34 30 3 35 coe1f โŠข ( ๐พ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) โ†’ ( coe1 โ€˜ ๐พ ) : โ„•0 โŸถ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
37 33 36 syl โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) ) โ†’ ( coe1 โ€˜ ๐พ ) : โ„•0 โŸถ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
38 fvex โŠข ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ V
39 nn0ex โŠข โ„•0 โˆˆ V
40 38 39 pm3.2i โŠข ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ V โˆง โ„•0 โˆˆ V )
41 elmapg โŠข ( ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ V โˆง โ„•0 โˆˆ V ) โ†’ ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m โ„•0 ) โ†” ( coe1 โ€˜ ๐พ ) : โ„•0 โŸถ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) )
42 40 41 mp1i โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) ) โ†’ ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m โ„•0 ) โ†” ( coe1 โ€˜ ๐พ ) : โ„•0 โŸถ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) )
43 37 42 mpbird โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) ) โ†’ ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m โ„•0 ) )
44 simpl โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0 )
45 35 1 2 13 14 16 17 cayhamlem2 โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โ†‘m โ„•0 ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) ) โ†’ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) = ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) ) )
46 29 43 44 45 syl12anc โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) ) โ†’ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) = ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) ) )
47 46 adantl โŠข ( ( ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) ) ) โ†’ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) = ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) ) )
48 oveq2 โŠข ( ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) โ†’ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) = ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) ) )
49 48 adantr โŠข ( ( ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) = ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) ) )
50 47 49 eqtr4d โŠข ( ( ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) โˆง ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) ) ) โ†’ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) = ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) )
51 50 exp32 โŠข ( ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) โ†’ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) = ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) )
52 51 com12 โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) โ†’ ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) = ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) )
53 52 adantl โŠข ( ( โˆ€ ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘™ ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆ— 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) โ†’ ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) = ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) )
54 28 53 mpd โŠข ( ( โˆ€ ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘™ ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆ— 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) = ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) )
55 54 com12 โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( ( โˆ€ ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘™ ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆ— 1 ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) = ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) )
56 55 impl โŠข ( ( ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โˆง โˆ€ ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘™ ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆ— 1 ) ) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) = ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) )
57 56 mpteq2dva โŠข ( ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โˆง โˆ€ ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘™ ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆ— 1 ) ) โ†’ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) )
58 57 oveq2d โŠข ( ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โˆง โˆ€ ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘™ ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆ— 1 ) ) โ†’ ( ๐ด ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) ) ) = ( ๐ด ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) )
59 58 ex โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘™ โˆˆ โ„•0 ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘™ ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘™ ) โˆ— 1 ) โ†’ ( ๐ด ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) ) ) = ( ๐ด ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) )
60 23 59 biimtrid โŠข ( ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„•0 ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) โ†’ ( ๐ด ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) ) ) = ( ๐ด ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) )
61 60 reximdva โŠข ( ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘  โˆˆ โ„• ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„•0 ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ( ๐ด ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) ) ) = ( ๐ด ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) )
62 61 reximdva โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘  โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„•0 ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) = ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— 1 ) โ†’ โˆƒ ๐‘  โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ( ๐ด ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) ) ) = ( ๐ด ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) ) )
63 18 62 mpd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ Fin โˆง ๐‘… โˆˆ CRing โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต ) โ†’ โˆƒ ๐‘  โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( ๐ต โ†‘m ( 0 ... ๐‘  ) ) ( ๐ด ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ( coe1 โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘› ) โˆ— ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ) ) ) = ( ๐ด ฮฃg ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( ๐‘› โ†‘ ๐‘€ ) ยท ( ๐‘ˆ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) ) ) )