Metamath Proof Explorer


Theorem dgrmulc

Description: Scalar multiplication by a nonzero constant does not change the degree of a function. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Jul-2014)

Ref Expression
Assertion dgrmulc ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( deg โ€˜ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท ๐น ) ) = ( deg โ€˜ ๐น ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 oveq2 โŠข ( ๐น = 0๐‘ โ†’ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท ๐น ) = ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท 0๐‘ ) )
2 1 fveq2d โŠข ( ๐น = 0๐‘ โ†’ ( deg โ€˜ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท ๐น ) ) = ( deg โ€˜ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท 0๐‘ ) ) )
3 fveq2 โŠข ( ๐น = 0๐‘ โ†’ ( deg โ€˜ ๐น ) = ( deg โ€˜ 0๐‘ ) )
4 dgr0 โŠข ( deg โ€˜ 0๐‘ ) = 0
5 3 4 eqtrdi โŠข ( ๐น = 0๐‘ โ†’ ( deg โ€˜ ๐น ) = 0 )
6 2 5 eqeq12d โŠข ( ๐น = 0๐‘ โ†’ ( ( deg โ€˜ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท ๐น ) ) = ( deg โ€˜ ๐น ) โ†” ( deg โ€˜ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท 0๐‘ ) ) = 0 ) )
7 ssid โŠข โ„‚ โŠ† โ„‚
8 simpl1 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
9 plyconst โŠข ( ( โ„‚ โŠ† โ„‚ โˆง ๐ด โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„‚ ) )
10 7 8 9 sylancr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„‚ ) )
11 0cn โŠข 0 โˆˆ โ„‚
12 fvconst2g โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง 0 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โ€˜ 0 ) = ๐ด )
13 8 11 12 sylancl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โ€˜ 0 ) = ๐ด )
14 simpl2 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ๐ด โ‰  0 )
15 13 14 eqnetrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โ€˜ 0 ) โ‰  0 )
16 ne0p โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„‚ โˆง ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โ‰  0๐‘ )
17 11 15 16 sylancr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โ‰  0๐‘ )
18 plyssc โŠข ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โŠ† ( Poly โ€˜ โ„‚ )
19 simpl3 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) )
20 18 19 sselid โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„‚ ) )
21 simpr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ๐น โ‰  0๐‘ )
22 eqid โŠข ( deg โ€˜ ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) ) = ( deg โ€˜ ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) )
23 eqid โŠข ( deg โ€˜ ๐น ) = ( deg โ€˜ ๐น )
24 22 23 dgrmul โŠข ( ( ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„‚ ) โˆง ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โ‰  0๐‘ ) โˆง ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„‚ ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) ) โ†’ ( deg โ€˜ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท ๐น ) ) = ( ( deg โ€˜ ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) ) + ( deg โ€˜ ๐น ) ) )
25 10 17 20 21 24 syl22anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ( deg โ€˜ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท ๐น ) ) = ( ( deg โ€˜ ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) ) + ( deg โ€˜ ๐น ) ) )
26 0dgr โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ( deg โ€˜ ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) ) = 0 )
27 8 26 syl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ( deg โ€˜ ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) ) = 0 )
28 27 oveq1d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ( ( deg โ€˜ ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) ) + ( deg โ€˜ ๐น ) ) = ( 0 + ( deg โ€˜ ๐น ) ) )
29 dgrcl โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( deg โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„•0 )
30 19 29 syl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ( deg โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„•0 )
31 30 nn0cnd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ( deg โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„‚ )
32 31 addlidd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ( 0 + ( deg โ€˜ ๐น ) ) = ( deg โ€˜ ๐น ) )
33 25 28 32 3eqtrd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โˆง ๐น โ‰  0๐‘ ) โ†’ ( deg โ€˜ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท ๐น ) ) = ( deg โ€˜ ๐น ) )
34 cnex โŠข โ„‚ โˆˆ V
35 34 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ โ„‚ โˆˆ V )
36 simp1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
37 11 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ 0 โˆˆ โ„‚ )
38 35 36 37 ofc12 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท ( โ„‚ ร— { 0 } ) ) = ( โ„‚ ร— { ( ๐ด ยท 0 ) } ) )
39 36 mul01d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ๐ด ยท 0 ) = 0 )
40 39 sneqd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ { ( ๐ด ยท 0 ) } = { 0 } )
41 40 xpeq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( โ„‚ ร— { ( ๐ด ยท 0 ) } ) = ( โ„‚ ร— { 0 } ) )
42 38 41 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท ( โ„‚ ร— { 0 } ) ) = ( โ„‚ ร— { 0 } ) )
43 df-0p โŠข 0๐‘ = ( โ„‚ ร— { 0 } )
44 43 oveq2i โŠข ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท 0๐‘ ) = ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท ( โ„‚ ร— { 0 } ) )
45 42 44 43 3eqtr4g โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท 0๐‘ ) = 0๐‘ )
46 45 fveq2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( deg โ€˜ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท 0๐‘ ) ) = ( deg โ€˜ 0๐‘ ) )
47 46 4 eqtrdi โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( deg โ€˜ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท 0๐‘ ) ) = 0 )
48 6 33 47 pm2.61ne โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ด โ‰  0 โˆง ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ ๐‘† ) ) โ†’ ( deg โ€˜ ( ( โ„‚ ร— { ๐ด } ) โˆ˜f ยท ๐น ) ) = ( deg โ€˜ ๐น ) )