Metamath Proof Explorer


Theorem plymulx

Description: Coefficients of a polynomial multiplied by Xp . (Contributed by Thierry Arnoux, 25-Sep-2018)

Ref Expression
Assertion plymulx ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„ ) โ†’ ( coeff โ€˜ ( ๐น โˆ˜f ยท Xp ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , 0 , ( ( coeff โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ax-resscn โŠข โ„ โŠ† โ„‚
2 1re โŠข 1 โˆˆ โ„
3 plyid โŠข ( ( โ„ โŠ† โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„ ) โ†’ Xp โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„ ) )
4 1 2 3 mp2an โŠข Xp โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„ )
5 plymul02 โŠข ( Xp โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„ ) โ†’ ( 0๐‘ โˆ˜f ยท Xp ) = 0๐‘ )
6 5 fveq2d โŠข ( Xp โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„ ) โ†’ ( coeff โ€˜ ( 0๐‘ โˆ˜f ยท Xp ) ) = ( coeff โ€˜ 0๐‘ ) )
7 4 6 ax-mp โŠข ( coeff โ€˜ ( 0๐‘ โˆ˜f ยท Xp ) ) = ( coeff โ€˜ 0๐‘ )
8 fconstmpt โŠข ( โ„•0 ร— { 0 } ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ 0 )
9 coe0 โŠข ( coeff โ€˜ 0๐‘ ) = ( โ„•0 ร— { 0 } )
10 eqidd โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› = 0 ) โ†’ 0 = 0 )
11 elnnne0 โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†” ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โ‰  0 ) )
12 df-ne โŠข ( ๐‘› โ‰  0 โ†” ยฌ ๐‘› = 0 )
13 12 anbi2i โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘› โ‰  0 ) โ†” ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ยฌ ๐‘› = 0 ) )
14 11 13 bitr2i โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ยฌ ๐‘› = 0 ) โ†” ๐‘› โˆˆ โ„• )
15 nnm1nn0 โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„•0 )
16 14 15 sylbi โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ยฌ ๐‘› = 0 ) โ†’ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„•0 )
17 eqidd โŠข ( ๐‘š = ( ๐‘› โˆ’ 1 ) โ†’ 0 = 0 )
18 fconstmpt โŠข ( โ„•0 ร— { 0 } ) = ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ 0 )
19 9 18 eqtri โŠข ( coeff โ€˜ 0๐‘ ) = ( ๐‘š โˆˆ โ„•0 โ†ฆ 0 )
20 c0ex โŠข 0 โˆˆ V
21 17 19 20 fvmpt โŠข ( ( ๐‘› โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( coeff โ€˜ 0๐‘ ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) = 0 )
22 16 21 syl โŠข ( ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โˆง ยฌ ๐‘› = 0 ) โ†’ ( ( coeff โ€˜ 0๐‘ ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) = 0 )
23 10 22 ifeqda โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ if ( ๐‘› = 0 , 0 , ( ( coeff โ€˜ 0๐‘ ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) = 0 )
24 23 mpteq2ia โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , 0 , ( ( coeff โ€˜ 0๐‘ ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ 0 )
25 8 9 24 3eqtr4ri โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , 0 , ( ( coeff โ€˜ 0๐‘ ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) ) = ( coeff โ€˜ 0๐‘ )
26 7 25 eqtr4i โŠข ( coeff โ€˜ ( 0๐‘ โˆ˜f ยท Xp ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , 0 , ( ( coeff โ€˜ 0๐‘ ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) )
27 fvoveq1 โŠข ( ๐น = 0๐‘ โ†’ ( coeff โ€˜ ( ๐น โˆ˜f ยท Xp ) ) = ( coeff โ€˜ ( 0๐‘ โˆ˜f ยท Xp ) ) )
28 simpl โŠข ( ( ๐น = 0๐‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ๐น = 0๐‘ )
29 28 fveq2d โŠข ( ( ๐น = 0๐‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( coeff โ€˜ ๐น ) = ( coeff โ€˜ 0๐‘ ) )
30 29 fveq1d โŠข ( ( ๐น = 0๐‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( coeff โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) = ( ( coeff โ€˜ 0๐‘ ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) )
31 30 ifeq2d โŠข ( ( ๐น = 0๐‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ if ( ๐‘› = 0 , 0 , ( ( coeff โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) = if ( ๐‘› = 0 , 0 , ( ( coeff โ€˜ 0๐‘ ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) )
32 31 mpteq2dva โŠข ( ๐น = 0๐‘ โ†’ ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , 0 , ( ( coeff โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , 0 , ( ( coeff โ€˜ 0๐‘ ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) ) )
33 26 27 32 3eqtr4a โŠข ( ๐น = 0๐‘ โ†’ ( coeff โ€˜ ( ๐น โˆ˜f ยท Xp ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , 0 , ( ( coeff โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) ) )
34 33 adantl โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„ ) โˆง ๐น = 0๐‘ ) โ†’ ( coeff โ€˜ ( ๐น โˆ˜f ยท Xp ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , 0 , ( ( coeff โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) ) )
35 simpl โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„ ) โˆง ยฌ ๐น = 0๐‘ ) โ†’ ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„ ) )
36 elsng โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„ ) โ†’ ( ๐น โˆˆ { 0๐‘ } โ†” ๐น = 0๐‘ ) )
37 36 notbid โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„ ) โ†’ ( ยฌ ๐น โˆˆ { 0๐‘ } โ†” ยฌ ๐น = 0๐‘ ) )
38 37 biimpar โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„ ) โˆง ยฌ ๐น = 0๐‘ ) โ†’ ยฌ ๐น โˆˆ { 0๐‘ } )
39 35 38 eldifd โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„ ) โˆง ยฌ ๐น = 0๐‘ ) โ†’ ๐น โˆˆ ( ( Poly โ€˜ โ„ ) โˆ– { 0๐‘ } ) )
40 plymulx0 โŠข ( ๐น โˆˆ ( ( Poly โ€˜ โ„ ) โˆ– { 0๐‘ } ) โ†’ ( coeff โ€˜ ( ๐น โˆ˜f ยท Xp ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , 0 , ( ( coeff โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) ) )
41 39 40 syl โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„ ) โˆง ยฌ ๐น = 0๐‘ ) โ†’ ( coeff โ€˜ ( ๐น โˆ˜f ยท Xp ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , 0 , ( ( coeff โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) ) )
42 34 41 pm2.61dan โŠข ( ๐น โˆˆ ( Poly โ€˜ โ„ ) โ†’ ( coeff โ€˜ ( ๐น โˆ˜f ยท Xp ) ) = ( ๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , 0 , ( ( coeff โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ๐‘› โˆ’ 1 ) ) ) ) )