Metamath Proof Explorer


Theorem coefv0

Description: The result of evaluating a polynomial at zero is the constant term. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Jul-2014)

Ref Expression
Hypothesis coefv0.1 โŠข ๐ด = ( coeff โ€˜ ๐น )
Assertion coefv0 ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ๐น โ€˜ 0 ) = ( ๐ด โ€˜ 0 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 coefv0.1 โŠข ๐ด = ( coeff โ€˜ ๐น )
2 0cn โŠข 0 โˆˆ โ„‚
3 eqid โŠข ( deg โ€˜ ๐น ) = ( deg โ€˜ ๐น )
4 1 3 coeid2 โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โˆง 0 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ 0 ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
5 2 4 mpan2 โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ๐น โ€˜ 0 ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
6 dgrcl โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( deg โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„•0 )
7 nn0uz โŠข โ„•0 = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 )
8 6 7 eleqtrdi โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( deg โ€˜ ๐น ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) )
9 fzss2 โŠข ( ( deg โ€˜ ๐น ) โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 0 ) โ†’ ( 0 ... 0 ) โŠ† ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) )
10 8 9 syl โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( 0 ... 0 ) โŠ† ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) )
11 elfz1eq โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) โ†’ ๐‘˜ = 0 )
12 fveq2 โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) = ( ๐ด โ€˜ 0 ) )
13 oveq2 โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) = ( 0 โ†‘ 0 ) )
14 0exp0e1 โŠข ( 0 โ†‘ 0 ) = 1
15 13 14 eqtrdi โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) = 1 )
16 12 15 oveq12d โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐ด โ€˜ 0 ) ยท 1 ) )
17 11 16 syl โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐ด โ€˜ 0 ) ยท 1 ) )
18 1 coef3 โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ๐ด : โ„•0 โŸถ โ„‚ )
19 0nn0 โŠข 0 โˆˆ โ„•0
20 ffvelcdm โŠข ( ( ๐ด : โ„•0 โŸถ โ„‚ โˆง 0 โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ 0 ) โˆˆ โ„‚ )
21 18 19 20 sylancl โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ 0 ) โˆˆ โ„‚ )
22 21 mulridd โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ 0 ) ยท 1 ) = ( ๐ด โ€˜ 0 ) )
23 17 22 sylan9eqr โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) ) โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( ๐ด โ€˜ 0 ) )
24 21 adantr โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ 0 ) โˆˆ โ„‚ )
25 23 24 eqeltrd โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) ) โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) ) โˆˆ โ„‚ )
26 eldifn โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โˆ– ( 0 ... 0 ) ) โ†’ ยฌ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) )
27 eldifi โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โˆ– ( 0 ... 0 ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) )
28 elfznn0 โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
29 27 28 syl โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โˆ– ( 0 ... 0 ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 )
30 elnn0 โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 โ†” ( ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆจ ๐‘˜ = 0 ) )
31 29 30 sylib โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โˆ– ( 0 ... 0 ) ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ โ„• โˆจ ๐‘˜ = 0 ) )
32 31 ord โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โˆ– ( 0 ... 0 ) ) โ†’ ( ยฌ ๐‘˜ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘˜ = 0 ) )
33 id โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ๐‘˜ = 0 )
34 0z โŠข 0 โˆˆ โ„ค
35 elfz3 โŠข ( 0 โˆˆ โ„ค โ†’ 0 โˆˆ ( 0 ... 0 ) )
36 34 35 ax-mp โŠข 0 โˆˆ ( 0 ... 0 )
37 33 36 eqeltrdi โŠข ( ๐‘˜ = 0 โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) )
38 32 37 syl6 โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โˆ– ( 0 ... 0 ) ) โ†’ ( ยฌ ๐‘˜ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) ) )
39 26 38 mt3d โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โˆ– ( 0 ... 0 ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„• )
40 39 adantl โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โˆ– ( 0 ... 0 ) ) ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ โ„• )
41 40 0expd โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โˆ– ( 0 ... 0 ) ) ) โ†’ ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) = 0 )
42 41 oveq2d โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โˆ– ( 0 ... 0 ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท 0 ) )
43 ffvelcdm โŠข ( ( ๐ด : โ„•0 โŸถ โ„‚ โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
44 18 29 43 syl2an โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โˆ– ( 0 ... 0 ) ) ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ โ„‚ )
45 44 mul01d โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โˆ– ( 0 ... 0 ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท 0 ) = 0 )
46 42 45 eqtrd โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โˆง ๐‘˜ โˆˆ ( ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โˆ– ( 0 ... 0 ) ) ) โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) ) = 0 )
47 fzfid โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) โˆˆ Fin )
48 10 25 46 47 fsumss โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... ( deg โ€˜ ๐น ) ) ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) ) )
49 22 21 eqeltrd โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ 0 ) ยท 1 ) โˆˆ โ„‚ )
50 16 fsum1 โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„ค โˆง ( ( ๐ด โ€˜ 0 ) ยท 1 ) โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐ด โ€˜ 0 ) ยท 1 ) )
51 34 49 50 sylancr โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( ( ๐ด โ€˜ 0 ) ยท 1 ) )
52 51 22 eqtrd โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ ( 0 ... 0 ) ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( 0 โ†‘ ๐‘˜ ) ) = ( ๐ด โ€˜ 0 ) )
53 5 48 52 3eqtr2d โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ๐น โ€˜ 0 ) = ( ๐ด โ€˜ 0 ) )