Metamath Proof Explorer


Theorem coe1mul3

Description: The coefficient vector of multiplication in the univariate polynomial ring, at indices high enough that at most one component can be active in the sum. (Contributed by Stefan O'Rear, 25-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses coe1mul3.s Y = Poly 1 R
coe1mul3.t ˙ = Y
coe1mul3.u · ˙ = R
coe1mul3.b B = Base Y
coe1mul3.d D = deg 1 R
coe1mul3.r φ R Ring
coe1mul3.f1 φ F B
coe1mul3.f2 φ I 0
coe1mul3.f3 φ D F I
coe1mul3.g1 φ G B
coe1mul3.g2 φ J 0
coe1mul3.g3 φ D G J
Assertion coe1mul3 φ coe 1 F ˙ G I + J = coe 1 F I · ˙ coe 1 G J

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 coe1mul3.s Y = Poly 1 R
2 coe1mul3.t ˙ = Y
3 coe1mul3.u · ˙ = R
4 coe1mul3.b B = Base Y
5 coe1mul3.d D = deg 1 R
6 coe1mul3.r φ R Ring
7 coe1mul3.f1 φ F B
8 coe1mul3.f2 φ I 0
9 coe1mul3.f3 φ D F I
10 coe1mul3.g1 φ G B
11 coe1mul3.g2 φ J 0
12 coe1mul3.g3 φ D G J
13 1 2 3 4 coe1mul R Ring F B G B coe 1 F ˙ G = x 0 R y = 0 x coe 1 F y · ˙ coe 1 G x y
14 6 7 10 13 syl3anc φ coe 1 F ˙ G = x 0 R y = 0 x coe 1 F y · ˙ coe 1 G x y
15 14 fveq1d φ coe 1 F ˙ G I + J = x 0 R y = 0 x coe 1 F y · ˙ coe 1 G x y I + J
16 8 11 nn0addcld φ I + J 0
17 oveq2 x = I + J 0 x = 0 I + J
18 fvoveq1 x = I + J coe 1 G x y = coe 1 G I + J - y
19 18 oveq2d x = I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G x y = coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y
20 17 19 mpteq12dv x = I + J y 0 x coe 1 F y · ˙ coe 1 G x y = y 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y
21 20 oveq2d x = I + J R y = 0 x coe 1 F y · ˙ coe 1 G x y = R y = 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y
22 eqid x 0 R y = 0 x coe 1 F y · ˙ coe 1 G x y = x 0 R y = 0 x coe 1 F y · ˙ coe 1 G x y
23 ovex R y = 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y V
24 21 22 23 fvmpt I + J 0 x 0 R y = 0 x coe 1 F y · ˙ coe 1 G x y I + J = R y = 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y
25 16 24 syl φ x 0 R y = 0 x coe 1 F y · ˙ coe 1 G x y I + J = R y = 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y
26 eqid Base R = Base R
27 eqid 0 R = 0 R
28 ringmnd R Ring R Mnd
29 6 28 syl φ R Mnd
30 ovexd φ 0 I + J V
31 8 nn0red φ I
32 nn0addge1 I J 0 I I + J
33 31 11 32 syl2anc φ I I + J
34 fznn0 I + J 0 I 0 I + J I 0 I I + J
35 16 34 syl φ I 0 I + J I 0 I I + J
36 8 33 35 mpbir2and φ I 0 I + J
37 6 adantr φ y 0 I + J R Ring
38 eqid coe 1 F = coe 1 F
39 38 4 1 26 coe1f F B coe 1 F : 0 Base R
40 7 39 syl φ coe 1 F : 0 Base R
41 elfznn0 y 0 I + J y 0
42 ffvelrn coe 1 F : 0 Base R y 0 coe 1 F y Base R
43 40 41 42 syl2an φ y 0 I + J coe 1 F y Base R
44 eqid coe 1 G = coe 1 G
45 44 4 1 26 coe1f G B coe 1 G : 0 Base R
46 10 45 syl φ coe 1 G : 0 Base R
47 fznn0sub y 0 I + J I + J - y 0
48 ffvelrn coe 1 G : 0 Base R I + J - y 0 coe 1 G I + J - y Base R
49 46 47 48 syl2an φ y 0 I + J coe 1 G I + J - y Base R
50 26 3 ringcl R Ring coe 1 F y Base R coe 1 G I + J - y Base R coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y Base R
51 37 43 49 50 syl3anc φ y 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y Base R
52 51 fmpttd φ y 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y : 0 I + J Base R
53 eldifsn y 0 I + J I y 0 I + J y I
54 41 adantl φ y 0 I + J y 0
55 54 nn0red φ y 0 I + J y
56 31 adantr φ y 0 I + J I
57 55 56 lttri2d φ y 0 I + J y I y < I I < y
58 10 ad2antrr φ y 0 I + J y < I G B
59 47 adantl φ y 0 I + J I + J - y 0
60 59 adantr φ y 0 I + J y < I I + J - y 0
61 5 1 4 deg1xrcl G B D G *
62 10 61 syl φ D G *
63 62 ad2antrr φ y 0 I + J y < I D G *
64 11 nn0red φ J
65 64 rexrd φ J *
66 65 ad2antrr φ y 0 I + J y < I J *
67 16 nn0red φ I + J
68 67 adantr φ y 0 I + J I + J
69 68 55 resubcld φ y 0 I + J I + J - y
70 69 rexrd φ y 0 I + J I + J - y *
71 70 adantr φ y 0 I + J y < I I + J - y *
72 12 ad2antrr φ y 0 I + J y < I D G J
73 64 adantr φ y 0 I + J J
74 55 56 73 ltadd1d φ y 0 I + J y < I y + J < I + J
75 55 73 68 ltaddsub2d φ y 0 I + J y + J < I + J J < I + J - y
76 74 75 bitrd φ y 0 I + J y < I J < I + J - y
77 76 biimpa φ y 0 I + J y < I J < I + J - y
78 63 66 71 72 77 xrlelttrd φ y 0 I + J y < I D G < I + J - y
79 5 1 4 27 44 deg1lt G B I + J - y 0 D G < I + J - y coe 1 G I + J - y = 0 R
80 58 60 78 79 syl3anc φ y 0 I + J y < I coe 1 G I + J - y = 0 R
81 80 oveq2d φ y 0 I + J y < I coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y = coe 1 F y · ˙ 0 R
82 26 3 27 ringrz R Ring coe 1 F y Base R coe 1 F y · ˙ 0 R = 0 R
83 37 43 82 syl2anc φ y 0 I + J coe 1 F y · ˙ 0 R = 0 R
84 83 adantr φ y 0 I + J y < I coe 1 F y · ˙ 0 R = 0 R
85 81 84 eqtrd φ y 0 I + J y < I coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y = 0 R
86 7 ad2antrr φ y 0 I + J I < y F B
87 54 adantr φ y 0 I + J I < y y 0
88 5 1 4 deg1xrcl F B D F *
89 7 88 syl φ D F *
90 89 ad2antrr φ y 0 I + J I < y D F *
91 31 rexrd φ I *
92 91 ad2antrr φ y 0 I + J I < y I *
93 55 rexrd φ y 0 I + J y *
94 93 adantr φ y 0 I + J I < y y *
95 9 ad2antrr φ y 0 I + J I < y D F I
96 simpr φ y 0 I + J I < y I < y
97 90 92 94 95 96 xrlelttrd φ y 0 I + J I < y D F < y
98 5 1 4 27 38 deg1lt F B y 0 D F < y coe 1 F y = 0 R
99 86 87 97 98 syl3anc φ y 0 I + J I < y coe 1 F y = 0 R
100 99 oveq1d φ y 0 I + J I < y coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y = 0 R · ˙ coe 1 G I + J - y
101 26 3 27 ringlz R Ring coe 1 G I + J - y Base R 0 R · ˙ coe 1 G I + J - y = 0 R
102 37 49 101 syl2anc φ y 0 I + J 0 R · ˙ coe 1 G I + J - y = 0 R
103 102 adantr φ y 0 I + J I < y 0 R · ˙ coe 1 G I + J - y = 0 R
104 100 103 eqtrd φ y 0 I + J I < y coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y = 0 R
105 85 104 jaodan φ y 0 I + J y < I I < y coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y = 0 R
106 105 ex φ y 0 I + J y < I I < y coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y = 0 R
107 57 106 sylbid φ y 0 I + J y I coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y = 0 R
108 107 impr φ y 0 I + J y I coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y = 0 R
109 53 108 sylan2b φ y 0 I + J I coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y = 0 R
110 109 30 suppss2 φ y 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y supp 0 R I
111 26 27 29 30 36 52 110 gsumpt φ R y = 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y = y 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y I
112 fveq2 y = I coe 1 F y = coe 1 F I
113 oveq2 y = I I + J - y = I + J - I
114 113 fveq2d y = I coe 1 G I + J - y = coe 1 G I + J - I
115 112 114 oveq12d y = I coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y = coe 1 F I · ˙ coe 1 G I + J - I
116 eqid y 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y = y 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y
117 ovex coe 1 F I · ˙ coe 1 G I + J - I V
118 115 116 117 fvmpt I 0 I + J y 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y I = coe 1 F I · ˙ coe 1 G I + J - I
119 36 118 syl φ y 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y I = coe 1 F I · ˙ coe 1 G I + J - I
120 8 nn0cnd φ I
121 11 nn0cnd φ J
122 120 121 pncan2d φ I + J - I = J
123 122 fveq2d φ coe 1 G I + J - I = coe 1 G J
124 123 oveq2d φ coe 1 F I · ˙ coe 1 G I + J - I = coe 1 F I · ˙ coe 1 G J
125 111 119 124 3eqtrd φ R y = 0 I + J coe 1 F y · ˙ coe 1 G I + J - y = coe 1 F I · ˙ coe 1 G J
126 15 25 125 3eqtrd φ coe 1 F ˙ G I + J = coe 1 F I · ˙ coe 1 G J