Metamath Proof Explorer


Theorem coe1tmmul

Description: Coefficient vector of a polynomial multiplied on the left by a term. (Contributed by Stefan O'Rear, 29-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses coe1tm.z ⊢ 0 ˙ = 0 R
coe1tm.k ⊢ K = Base R
coe1tm.p ⊢ P = Poly 1 ⁡ R
coe1tm.x ⊢ X = var 1 ⁡ R
coe1tm.m ⊢ · ˙ = ⋅ P
coe1tm.n ⊢ N = mulGrp P
coe1tm.e ⊢ × ˙ = ⋅ N
coe1tmmul.b ⊢ B = Base P
coe1tmmul.t ⊢ ∙ ˙ = ⋅ P
coe1tmmul.u ⊢ × ˙ = ⋅ R
coe1tmmul.a ⊢ φ → A ∈ B
coe1tmmul.r ⊢ φ → R ∈ Ring
coe1tmmul.c ⊢ φ → C ∈ K
coe1tmmul.d ⊢ φ → D ∈ ℕ 0
Assertion coe1tmmul ⊢ φ → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ∙ ˙ A = x ∈ ℕ 0 ⟼ if D ≤ x C × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D 0 ˙

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 coe1tm.z ⊢ 0 ˙ = 0 R
2 coe1tm.k ⊢ K = Base R
3 coe1tm.p ⊢ P = Poly 1 ⁡ R
4 coe1tm.x ⊢ X = var 1 ⁡ R
5 coe1tm.m ⊢ · ˙ = ⋅ P
6 coe1tm.n ⊢ N = mulGrp P
7 coe1tm.e ⊢ × ˙ = ⋅ N
8 coe1tmmul.b ⊢ B = Base P
9 coe1tmmul.t ⊢ ∙ ˙ = ⋅ P
10 coe1tmmul.u ⊢ × ˙ = ⋅ R
11 coe1tmmul.a ⊢ φ → A ∈ B
12 coe1tmmul.r ⊢ φ → R ∈ Ring
13 coe1tmmul.c ⊢ φ → C ∈ K
14 coe1tmmul.d ⊢ φ → D ∈ ℕ 0
15 2 3 4 5 6 7 8 ply1tmcl ⊢ R ∈ Ring ∧ C ∈ K ∧ D ∈ ℕ 0 → C · ˙ D × ˙ X ∈ B
16 12 13 14 15 syl3anc ⊢ φ → C · ˙ D × ˙ X ∈ B
17 3 9 10 8 coe1mul ⊢ R ∈ Ring ∧ C · ˙ D × ˙ X ∈ B ∧ A ∈ B → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ∙ ˙ A = x ∈ ℕ 0 ⟼ ∑ R y = 0 x coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y
18 12 16 11 17 syl3anc ⊢ φ → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ∙ ˙ A = x ∈ ℕ 0 ⟼ ∑ R y = 0 x coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y
19 eqeq2 ⊢ C × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D = if D ≤ x C × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D 0 ˙ → ∑ R y = 0 x coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = C × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D ↔ ∑ R y = 0 x coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = if D ≤ x C × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D 0 ˙
20 eqeq2 ⊢ 0 ˙ = if D ≤ x C × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D 0 ˙ → ∑ R y = 0 x coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = 0 ˙ ↔ ∑ R y = 0 x coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = if D ≤ x C × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D 0 ˙
21 12 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → R ∈ Ring
22 ringmnd ⊢ R ∈ Ring → R ∈ Mnd
23 21 22 syl ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → R ∈ Mnd
24 ovexd ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → 0 … x ∈ V
25 14 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → D ∈ ℕ 0
26 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → D ≤ x
27 fznn0 ⊢ x ∈ ℕ 0 → D ∈ 0 … x ↔ D ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x
28 27 ad2antlr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → D ∈ 0 … x ↔ D ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x
29 25 26 28 mpbir2and ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → D ∈ 0 … x
30 12 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ 0 … x → R ∈ Ring
31 eqid ⊢ coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X = coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X
32 31 8 3 2 coe1f ⊢ C · ˙ D × ˙ X ∈ B → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X : ℕ 0 ⟶ K
33 16 32 syl ⊢ φ → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X : ℕ 0 ⟶ K
34 33 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X : ℕ 0 ⟶ K
35 elfznn0 ⊢ y ∈ 0 … x → y ∈ ℕ 0
36 ffvelcdm ⊢ coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X : ℕ 0 ⟶ K ∧ y ∈ ℕ 0 → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y ∈ K
37 34 35 36 syl2an ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ 0 … x → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y ∈ K
38 eqid ⊢ coe 1 ⁡ A = coe 1 ⁡ A
39 38 8 3 2 coe1f ⊢ A ∈ B → coe 1 ⁡ A : ℕ 0 ⟶ K
40 11 39 syl ⊢ φ → coe 1 ⁡ A : ℕ 0 ⟶ K
41 40 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 → coe 1 ⁡ A : ℕ 0 ⟶ K
42 fznn0sub ⊢ y ∈ 0 … x → x − y ∈ ℕ 0
43 ffvelcdm ⊢ coe 1 ⁡ A : ℕ 0 ⟶ K ∧ x − y ∈ ℕ 0 → coe 1 ⁡ A ⁡ x − y ∈ K
44 41 42 43 syl2an ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ 0 … x → coe 1 ⁡ A ⁡ x − y ∈ K
45 2 10 ringcl ⊢ R ∈ Ring ∧ coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y ∈ K ∧ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y ∈ K → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y ∈ K
46 30 37 44 45 syl3anc ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ 0 … x → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y ∈ K
47 46 fmpttd ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 → y ∈ 0 … x ⟼ coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y : 0 … x ⟶ K
48 47 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → y ∈ 0 … x ⟼ coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y : 0 … x ⟶ K
49 12 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x ∖ D → R ∈ Ring
50 13 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x ∖ D → C ∈ K
51 14 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x ∖ D → D ∈ ℕ 0
52 eldifi ⊢ y ∈ 0 … x ∖ D → y ∈ 0 … x
53 52 35 syl ⊢ y ∈ 0 … x ∖ D → y ∈ ℕ 0
54 53 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x ∖ D → y ∈ ℕ 0
55 eldifsni ⊢ y ∈ 0 … x ∖ D → y ≠ D
56 55 necomd ⊢ y ∈ 0 … x ∖ D → D ≠ y
57 56 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x ∖ D → D ≠ y
58 1 2 3 4 5 6 7 49 50 51 54 57 coe1tmfv2 ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x ∖ D → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y = 0 ˙
59 58 oveq1d ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x ∖ D → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = 0 ˙ × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y
60 2 10 1 ringlz ⊢ R ∈ Ring ∧ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y ∈ K → 0 ˙ × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = 0 ˙
61 30 44 60 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ 0 … x → 0 ˙ × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = 0 ˙
62 52 61 sylan2 ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ 0 … x ∖ D → 0 ˙ × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = 0 ˙
63 62 adantlr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x ∖ D → 0 ˙ × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = 0 ˙
64 59 63 eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x ∖ D → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = 0 ˙
65 64 24 suppss2 ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → y ∈ 0 … x ⟼ coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y supp 0 ˙ ⊆ D
66 2 1 23 24 29 48 65 gsumpt ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → ∑ R y = 0 x coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = y ∈ 0 … x ⟼ coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y ⁡ D
67 fveq2 ⊢ y = D → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y = coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ D
68 oveq2 ⊢ y = D → x − y = x − D
69 68 fveq2d ⊢ y = D → coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = coe 1 ⁡ A ⁡ x − D
70 67 69 oveq12d ⊢ y = D → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ D × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D
71 eqid ⊢ y ∈ 0 … x ⟼ coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = y ∈ 0 … x ⟼ coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y
72 ovex ⊢ coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ D × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D ∈ V
73 70 71 72 fvmpt ⊢ D ∈ 0 … x → y ∈ 0 … x ⟼ coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y ⁡ D = coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ D × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D
74 29 73 syl ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → y ∈ 0 … x ⟼ coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y ⁡ D = coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ D × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D
75 1 2 3 4 5 6 7 coe1tmfv1 ⊢ R ∈ Ring ∧ C ∈ K ∧ D ∈ ℕ 0 → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ D = C
76 12 13 14 75 syl3anc ⊢ φ → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ D = C
77 76 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ D = C
78 77 oveq1d ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ D × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D = C × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D
79 74 78 eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → y ∈ 0 … x ⟼ coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y ⁡ D = C × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D
80 66 79 eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ D ≤ x → ∑ R y = 0 x coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = C × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D
81 12 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x → R ∈ Ring
82 13 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x → C ∈ K
83 14 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x → D ∈ ℕ 0
84 35 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x → y ∈ ℕ 0
85 elfzle2 ⊢ y ∈ 0 … x → y ≤ x
86 85 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ 0 … x → y ≤ x
87 breq1 ⊢ D = y → D ≤ x ↔ y ≤ x
88 86 87 syl5ibrcom ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ 0 … x → D = y → D ≤ x
89 88 necon3bd ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ 0 … x → ¬ D ≤ x → D ≠ y
90 89 imp ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ 0 … x ∧ ¬ D ≤ x → D ≠ y
91 90 an32s ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x → D ≠ y
92 1 2 3 4 5 6 7 81 82 83 84 91 coe1tmfv2 ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y = 0 ˙
93 92 oveq1d ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = 0 ˙ × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y
94 61 adantlr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x → 0 ˙ × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = 0 ˙
95 93 94 eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x ∧ y ∈ 0 … x → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = 0 ˙
96 95 mpteq2dva ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x → y ∈ 0 … x ⟼ coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = y ∈ 0 … x ⟼ 0 ˙
97 96 oveq2d ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x → ∑ R y = 0 x coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = ∑ R y = 0 x 0 ˙
98 12 22 syl ⊢ φ → R ∈ Mnd
99 98 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x → R ∈ Mnd
100 ovexd ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x → 0 … x ∈ V
101 1 gsumz ⊢ R ∈ Mnd ∧ 0 … x ∈ V → ∑ R y = 0 x 0 ˙ = 0 ˙
102 99 100 101 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x → ∑ R y = 0 x 0 ˙ = 0 ˙
103 97 102 eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 ∧ ¬ D ≤ x → ∑ R y = 0 x coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = 0 ˙
104 19 20 80 103 ifbothda ⊢ φ ∧ x ∈ ℕ 0 → ∑ R y = 0 x coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = if D ≤ x C × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D 0 ˙
105 104 mpteq2dva ⊢ φ → x ∈ ℕ 0 ⟼ ∑ R y = 0 x coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ⁡ y × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − y = x ∈ ℕ 0 ⟼ if D ≤ x C × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D 0 ˙
106 18 105 eqtrd ⊢ φ → coe 1 ⁡ C · ˙ D × ˙ X ∙ ˙ A = x ∈ ℕ 0 ⟼ if D ≤ x C × ˙ coe 1 ⁡ A ⁡ x − D 0 ˙