Metamath Proof Explorer


Theorem coe1sclmul

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

Ref Expression
Hypotheses coe1sclmul.p โŠข ๐‘ƒ = ( Poly1 โ€˜ ๐‘… )
coe1sclmul.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘ƒ )
coe1sclmul.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐‘… )
coe1sclmul.a โŠข ๐ด = ( algSc โ€˜ ๐‘ƒ )
coe1sclmul.t โŠข โˆ™ = ( .r โ€˜ ๐‘ƒ )
coe1sclmul.u โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
Assertion coe1sclmul ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( coe1 โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘‹ ) โˆ™ ๐‘Œ ) ) = ( ( โ„•0 ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 coe1sclmul.p โŠข ๐‘ƒ = ( Poly1 โ€˜ ๐‘… )
2 coe1sclmul.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘ƒ )
3 coe1sclmul.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐‘… )
4 coe1sclmul.a โŠข ๐ด = ( algSc โ€˜ ๐‘ƒ )
5 coe1sclmul.t โŠข โˆ™ = ( .r โ€˜ ๐‘ƒ )
6 coe1sclmul.u โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
7 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘… ) = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
8 eqid โŠข ( var1 โ€˜ ๐‘… ) = ( var1 โ€˜ ๐‘… )
9 eqid โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ )
10 eqid โŠข ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) = ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ )
11 eqid โŠข ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) ) = ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) )
12 simp3 โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ต )
13 simp1 โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
14 simp2 โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐พ )
15 0nn0 โŠข 0 โˆˆ โ„•0
16 15 a1i โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ 0 โˆˆ โ„•0 )
17 7 3 1 8 9 10 11 2 5 6 12 13 14 16 coe1tmmul โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( coe1 โ€˜ ( ( ๐‘‹ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( 0 ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) ) ( var1 โ€˜ ๐‘… ) ) ) โˆ™ ๐‘Œ ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( 0 โ‰ค ๐‘ฅ , ( ๐‘‹ ยท ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ’ 0 ) ) ) , ( 0g โ€˜ ๐‘… ) ) ) )
18 3 1 8 9 10 11 4 ply1scltm โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘‹ ) = ( ๐‘‹ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( 0 ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) ) ( var1 โ€˜ ๐‘… ) ) ) )
19 18 3adant3 โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘‹ ) = ( ๐‘‹ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( 0 ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) ) ( var1 โ€˜ ๐‘… ) ) ) )
20 19 fvoveq1d โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( coe1 โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘‹ ) โˆ™ ๐‘Œ ) ) = ( coe1 โ€˜ ( ( ๐‘‹ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( 0 ( .g โ€˜ ( mulGrp โ€˜ ๐‘ƒ ) ) ( var1 โ€˜ ๐‘… ) ) ) โˆ™ ๐‘Œ ) ) )
21 nn0ex โŠข โ„•0 โˆˆ V
22 21 a1i โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ โ„•0 โˆˆ V )
23 simpl2 โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐พ )
24 fvexd โŠข ( ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ V )
25 fconstmpt โŠข ( โ„•0 ร— { ๐‘‹ } ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐‘‹ )
26 25 a1i โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( โ„•0 ร— { ๐‘‹ } ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ๐‘‹ ) )
27 eqid โŠข ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) = ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ )
28 27 2 1 3 coe1f โŠข ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ต โ†’ ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) : โ„•0 โŸถ ๐พ )
29 28 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) : โ„•0 โŸถ ๐พ )
30 29 feqmptd โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
31 22 23 24 26 30 offval2 โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( โ„•0 ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘‹ ยท ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) )
32 nn0ge0 โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†’ 0 โ‰ค ๐‘ฅ )
33 32 iftrued โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†’ if ( 0 โ‰ค ๐‘ฅ , ( ๐‘‹ ยท ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ’ 0 ) ) ) , ( 0g โ€˜ ๐‘… ) ) = ( ๐‘‹ ยท ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ’ 0 ) ) ) )
34 nn0cn โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ )
35 34 subid1d โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐‘ฅ โˆ’ 0 ) = ๐‘ฅ )
36 35 fveq2d โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ’ 0 ) ) = ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) )
37 36 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ๐‘‹ ยท ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ’ 0 ) ) ) = ( ๐‘‹ ยท ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
38 33 37 eqtrd โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†’ if ( 0 โ‰ค ๐‘ฅ , ( ๐‘‹ ยท ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ’ 0 ) ) ) , ( 0g โ€˜ ๐‘… ) ) = ( ๐‘‹ ยท ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
39 38 mpteq2ia โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( 0 โ‰ค ๐‘ฅ , ( ๐‘‹ ยท ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ’ 0 ) ) ) , ( 0g โ€˜ ๐‘… ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ๐‘‹ ยท ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
40 31 39 eqtr4di โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( โ„•0 ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( 0 โ‰ค ๐‘ฅ , ( ๐‘‹ ยท ( ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ’ 0 ) ) ) , ( 0g โ€˜ ๐‘… ) ) ) )
41 17 20 40 3eqtr4d โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( coe1 โ€˜ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘‹ ) โˆ™ ๐‘Œ ) ) = ( ( โ„•0 ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ( coe1 โ€˜ ๐‘Œ ) ) )