Metamath Proof Explorer


Theorem mplcoe4

Description: Decompose a polynomial into a finite sum of scaled monomials. (Contributed by Stefan O'Rear, 8-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses mplcoe4.p โŠข ๐‘ƒ = ( ๐ผ mPoly ๐‘… )
mplcoe4.d โŠข ๐ท = { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin }
mplcoe4.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
mplcoe4.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘ƒ )
mplcoe4.i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘Š )
mplcoe4.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
mplcoe4.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
Assertion mplcoe4 ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ = ( ๐‘ƒ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โ†ฆ if ( ๐‘ฆ = ๐‘˜ , ( ๐‘‹ โ€˜ ๐‘˜ ) , 0 ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mplcoe4.p โŠข ๐‘ƒ = ( ๐ผ mPoly ๐‘… )
2 mplcoe4.d โŠข ๐ท = { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin }
3 mplcoe4.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
4 mplcoe4.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘ƒ )
5 mplcoe4.i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘Š )
6 mplcoe4.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
7 mplcoe4.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
8 eqid โŠข ( 1r โ€˜ ๐‘… ) = ( 1r โ€˜ ๐‘… )
9 eqid โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ )
10 1 2 3 8 5 4 9 6 7 mplcoe1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ = ( ๐‘ƒ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ( ๐‘‹ โ€˜ ๐‘˜ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โ†ฆ if ( ๐‘ฆ = ๐‘˜ , ( 1r โ€˜ ๐‘… ) , 0 ) ) ) ) ) )
11 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘… ) = ( Base โ€˜ ๐‘… )
12 5 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘Š )
13 6 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
14 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ๐‘˜ โˆˆ ๐ท )
15 1 11 4 2 7 mplelf โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ : ๐ท โŸถ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
16 15 ffvelrnda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( ๐‘‹ โ€˜ ๐‘˜ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
17 1 9 2 8 3 11 12 13 14 16 mplmon2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( ( ๐‘‹ โ€˜ ๐‘˜ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โ†ฆ if ( ๐‘ฆ = ๐‘˜ , ( 1r โ€˜ ๐‘… ) , 0 ) ) ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โ†ฆ if ( ๐‘ฆ = ๐‘˜ , ( ๐‘‹ โ€˜ ๐‘˜ ) , 0 ) ) )
18 17 mpteq2dva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ( ๐‘‹ โ€˜ ๐‘˜ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โ†ฆ if ( ๐‘ฆ = ๐‘˜ , ( 1r โ€˜ ๐‘… ) , 0 ) ) ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โ†ฆ if ( ๐‘ฆ = ๐‘˜ , ( ๐‘‹ โ€˜ ๐‘˜ ) , 0 ) ) ) )
19 18 oveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ƒ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ( ๐‘‹ โ€˜ ๐‘˜ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ƒ ) ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โ†ฆ if ( ๐‘ฆ = ๐‘˜ , ( 1r โ€˜ ๐‘… ) , 0 ) ) ) ) ) = ( ๐‘ƒ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โ†ฆ if ( ๐‘ฆ = ๐‘˜ , ( ๐‘‹ โ€˜ ๐‘˜ ) , 0 ) ) ) ) )
20 10 19 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ = ( ๐‘ƒ ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โ†ฆ if ( ๐‘ฆ = ๐‘˜ , ( ๐‘‹ โ€˜ ๐‘˜ ) , 0 ) ) ) ) )