Metamath Proof Explorer


Theorem signlem0

Description: Adding a zero as the highest coefficient does not change the parity of the sign changes. (Contributed by Thierry Arnoux, 12-Oct-2018)

Ref Expression
Hypotheses signsv.p โŠข โจฃ = ( ๐‘Ž โˆˆ { - 1 , 0 , 1 } , ๐‘ โˆˆ { - 1 , 0 , 1 } โ†ฆ if ( ๐‘ = 0 , ๐‘Ž , ๐‘ ) )
signsv.w โŠข ๐‘Š = { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , { - 1 , 0 , 1 } โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , โจฃ โŸฉ }
signsv.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘“ โˆˆ Word โ„ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘“ ) ) โ†ฆ ( ๐‘Š ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) โ†ฆ ( sgn โ€˜ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) )
signsv.v โŠข ๐‘‰ = ( ๐‘“ โˆˆ Word โ„ โ†ฆ ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘“ ) ) if ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ๐‘— ) โ‰  ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘— โˆ’ 1 ) ) , 1 , 0 ) )
Assertion signlem0 ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ( ๐‘‰ โ€˜ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) ) = ( ๐‘‰ โ€˜ ๐น ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 signsv.p โŠข โจฃ = ( ๐‘Ž โˆˆ { - 1 , 0 , 1 } , ๐‘ โˆˆ { - 1 , 0 , 1 } โ†ฆ if ( ๐‘ = 0 , ๐‘Ž , ๐‘ ) )
2 signsv.w โŠข ๐‘Š = { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , { - 1 , 0 , 1 } โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , โจฃ โŸฉ }
3 signsv.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘“ โˆˆ Word โ„ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘“ ) ) โ†ฆ ( ๐‘Š ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) โ†ฆ ( sgn โ€˜ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) )
4 signsv.v โŠข ๐‘‰ = ( ๐‘“ โˆˆ Word โ„ โ†ฆ ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘“ ) ) if ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ๐‘— ) โ‰  ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘— โˆ’ 1 ) ) , 1 , 0 ) )
5 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
6 1 2 3 4 signsvfn โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โˆง 0 โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐‘‰ โ€˜ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) ) = ( ( ๐‘‰ โ€˜ ๐น ) + if ( ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆ’ 1 ) ) ยท 0 ) < 0 , 1 , 0 ) ) )
7 5 6 mpan2 โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ( ๐‘‰ โ€˜ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) ) = ( ( ๐‘‰ โ€˜ ๐น ) + if ( ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆ’ 1 ) ) ยท 0 ) < 0 , 1 , 0 ) ) )
8 5 ltnri โŠข ยฌ 0 < 0
9 neg1cn โŠข - 1 โˆˆ โ„‚
10 ax-1cn โŠข 1 โˆˆ โ„‚
11 prssi โŠข ( ( - 1 โˆˆ โ„‚ โˆง 1 โˆˆ โ„‚ ) โ†’ { - 1 , 1 } โІ โ„‚ )
12 9 10 11 mp2an โŠข { - 1 , 1 } โІ โ„‚
13 simpl โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) )
14 eldifsn โŠข ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โ†” ( ๐น โˆˆ Word โ„ โˆง ๐น โ‰  โˆ… ) )
15 13 14 sylib โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ( ๐น โˆˆ Word โ„ โˆง ๐น โ‰  โˆ… ) )
16 lennncl โŠข ( ( ๐น โˆˆ Word โ„ โˆง ๐น โ‰  โˆ… ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„• )
17 fzo0end โŠข ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„• โ†’ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆ’ 1 ) โˆˆ ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) ) )
18 15 16 17 3syl โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆ’ 1 ) โˆˆ ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) ) )
19 1 2 3 4 signstfvcl โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โˆง ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆ’ 1 ) โˆˆ ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆ’ 1 ) ) โˆˆ { - 1 , 1 } )
20 18 19 mpdan โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆ’ 1 ) ) โˆˆ { - 1 , 1 } )
21 12 20 sselid โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„‚ )
22 21 mul01d โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆ’ 1 ) ) ยท 0 ) = 0 )
23 22 breq1d โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ( ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆ’ 1 ) ) ยท 0 ) < 0 โ†” 0 < 0 ) )
24 8 23 mtbiri โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ยฌ ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆ’ 1 ) ) ยท 0 ) < 0 )
25 24 iffalsed โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ if ( ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆ’ 1 ) ) ยท 0 ) < 0 , 1 , 0 ) = 0 )
26 25 oveq2d โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ( ( ๐‘‰ โ€˜ ๐น ) + if ( ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐น ) โ€˜ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆ’ 1 ) ) ยท 0 ) < 0 , 1 , 0 ) ) = ( ( ๐‘‰ โ€˜ ๐น ) + 0 ) )
27 1 2 3 4 signsvvf โŠข ๐‘‰ : Word โ„ โŸถ โ„•0
28 27 a1i โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ๐‘‰ : Word โ„ โŸถ โ„•0 )
29 13 eldifad โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ๐น โˆˆ Word โ„ )
30 28 29 ffvelcdmd โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ( ๐‘‰ โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„•0 )
31 30 nn0cnd โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ( ๐‘‰ โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„‚ )
32 31 addridd โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ( ( ๐‘‰ โ€˜ ๐น ) + 0 ) = ( ๐‘‰ โ€˜ ๐น ) )
33 7 26 32 3eqtrd โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( Word โ„ โˆ– { โˆ… } ) โˆง ( ๐น โ€˜ 0 ) โ‰  0 ) โ†’ ( ๐‘‰ โ€˜ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) ) = ( ๐‘‰ โ€˜ ๐น ) )