Metamath Proof Explorer


Theorem coe1mon

Description: Coefficient vector of a monomial. (Contributed by Thierry Arnoux, 20-Feb-2025)

Ref Expression
Hypotheses ply1moneq.p โŠข ๐‘ƒ = ( Poly1 โ€˜ ๐‘… )
ply1moneq.x โŠข ๐‘‹ = ( var1 โ€˜ ๐‘… )
ply1moneq.e โŠข โ†‘ = ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) )
coe1mon.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
coe1mon.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•0 )
coe1mon.0 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
coe1mon.1 โŠข 1 = ( 1r โ€˜ ๐‘… )
Assertion coe1mon ( ๐œ‘ โ†’ ( coe1 โ€˜ ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘˜ = ๐‘ , 1 , 0 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ply1moneq.p โŠข ๐‘ƒ = ( Poly1 โ€˜ ๐‘… )
2 ply1moneq.x โŠข ๐‘‹ = ( var1 โ€˜ ๐‘… )
3 ply1moneq.e โŠข โ†‘ = ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) )
4 coe1mon.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
5 coe1mon.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•0 )
6 coe1mon.0 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
7 coe1mon.1 โŠข 1 = ( 1r โ€˜ ๐‘… )
8 1 ply1sca โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐‘ƒ ) )
9 4 8 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐‘ƒ ) )
10 9 fveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1r โ€˜ ๐‘… ) = ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘ƒ ) ) )
11 7 10 eqtrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 = ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘ƒ ) ) )
12 11 oveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) ) = ( ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘ƒ ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) ) )
13 1 ply1lmod โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ LMod )
14 4 13 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ LMod )
15 eqid โŠข ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) = ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ )
16 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) = ( Base โ€˜ ๐‘ƒ )
17 1 2 15 3 16 ply1moncl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) )
18 4 5 17 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) )
19 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐‘ƒ ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘ƒ )
20 eqid โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ )
21 eqid โŠข ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘ƒ ) ) = ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘ƒ ) )
22 16 19 20 21 lmodvs1 โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘ƒ ) ) โ†’ ( ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘ƒ ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) ) = ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) )
23 14 18 22 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 1r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘ƒ ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) ) = ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) )
24 12 23 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) ) = ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) )
25 24 fveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( coe1 โ€˜ ( 1 ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) ) ) = ( coe1 โ€˜ ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) ) )
26 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘… ) = ( Base โ€˜ ๐‘… )
27 26 7 ringidcl โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ 1 โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
28 4 27 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
29 6 26 1 2 20 15 3 coe1tm โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง 1 โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( coe1 โ€˜ ( 1 ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘˜ = ๐‘ , 1 , 0 ) ) )
30 4 28 5 29 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( coe1 โ€˜ ( 1 ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘˜ = ๐‘ , 1 , 0 ) ) )
31 25 30 eqtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( coe1 โ€˜ ( ๐‘ โ†‘ ๐‘‹ ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘˜ = ๐‘ , 1 , 0 ) ) )