Metamath Proof Explorer


Theorem dgrcolem2

Description: Lemma for dgrco . (Contributed by Mario Carneiro, 15-Sep-2014)

Ref Expression
Hypotheses dgrco.1 ⊢ M = deg ⁡ F
dgrco.2 ⊢ N = deg ⁡ G
dgrco.3 ⊢ φ → F ∈ Poly ⁡ S
dgrco.4 ⊢ φ → G ∈ Poly ⁡ S
dgrco.5 ⊢ A = coeff ⁡ F
dgrco.6 ⊢ φ → D ∈ ℕ 0
dgrco.7 ⊢ φ → M = D + 1
dgrco.8 ⊢ φ → ∀ f ∈ Poly ⁡ ℂ deg ⁡ f ≤ D → deg ⁡ f ∘ G = deg ⁡ f ⋅ N
Assertion dgrcolem2 ⊢ φ → deg ⁡ F ∘ G = M ⋅ N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dgrco.1 ⊢ M = deg ⁡ F
2 dgrco.2 ⊢ N = deg ⁡ G
3 dgrco.3 ⊢ φ → F ∈ Poly ⁡ S
4 dgrco.4 ⊢ φ → G ∈ Poly ⁡ S
5 dgrco.5 ⊢ A = coeff ⁡ F
6 dgrco.6 ⊢ φ → D ∈ ℕ 0
7 dgrco.7 ⊢ φ → M = D + 1
8 dgrco.8 ⊢ φ → ∀ f ∈ Poly ⁡ ℂ deg ⁡ f ≤ D → deg ⁡ f ∘ G = deg ⁡ f ⋅ N
9 plyf ⊢ G ∈ Poly ⁡ S → G : ℂ ⟶ ℂ
10 4 9 syl ⊢ φ → G : ℂ ⟶ ℂ
11 10 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → G ⁡ x ∈ ℂ
12 plyf ⊢ F ∈ Poly ⁡ S → F : ℂ ⟶ ℂ
13 3 12 syl ⊢ φ → F : ℂ ⟶ ℂ
14 13 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ G ⁡ x ∈ ℂ → F ⁡ G ⁡ x ∈ ℂ
15 11 14 syldan ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → F ⁡ G ⁡ x ∈ ℂ
16 5 coef3 ⊢ F ∈ Poly ⁡ S → A : ℕ 0 ⟶ ℂ
17 3 16 syl ⊢ φ → A : ℕ 0 ⟶ ℂ
18 dgrcl ⊢ F ∈ Poly ⁡ S → deg ⁡ F ∈ ℕ 0
19 3 18 syl ⊢ φ → deg ⁡ F ∈ ℕ 0
20 1 19 eqeltrid ⊢ φ → M ∈ ℕ 0
21 17 20 ffvelcdmd ⊢ φ → A ⁡ M ∈ ℂ
22 21 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → A ⁡ M ∈ ℂ
23 20 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → M ∈ ℕ 0
24 11 23 expcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → G ⁡ x M ∈ ℂ
25 22 24 mulcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M ∈ ℂ
26 15 25 npcand ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → F ⁡ G ⁡ x - A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M + A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = F ⁡ G ⁡ x
27 26 mpteq2dva ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x - A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M + A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x
28 cnex ⊢ ℂ ∈ V
29 28 a1i ⊢ φ → ℂ ∈ V
30 15 25 subcld ⊢ φ ∧ x ∈ ℂ → F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M ∈ ℂ
31 eqidd ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
32 eqidd ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
33 29 30 25 31 32 offval2 ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M + f x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x - A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M + A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
34 10 feqmptd ⊢ φ → G = x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x
35 13 feqmptd ⊢ φ → F = y ∈ ℂ ⟼ F ⁡ y
36 fveq2 ⊢ y = G ⁡ x → F ⁡ y = F ⁡ G ⁡ x
37 11 34 35 36 fmptco ⊢ φ → F ∘ G = x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x
38 27 33 37 3eqtr4rd ⊢ φ → F ∘ G = x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M + f x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
39 38 fveq2d ⊢ φ → deg ⁡ F ∘ G = deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M + f x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
40 39 adantr ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → deg ⁡ F ∘ G = deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M + f x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
41 29 15 25 37 32 offval2 ⊢ φ → F ∘ G − f x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
42 plyssc ⊢ Poly ⁡ S ⊆ Poly ⁡ ℂ
43 42 3 sselid ⊢ φ → F ∈ Poly ⁡ ℂ
44 42 4 sselid ⊢ φ → G ∈ Poly ⁡ ℂ
45 addcl ⊢ z ∈ ℂ ∧ w ∈ ℂ → z + w ∈ ℂ
46 45 adantl ⊢ φ ∧ z ∈ ℂ ∧ w ∈ ℂ → z + w ∈ ℂ
47 mulcl ⊢ z ∈ ℂ ∧ w ∈ ℂ → z ⁢ w ∈ ℂ
48 47 adantl ⊢ φ ∧ z ∈ ℂ ∧ w ∈ ℂ → z ⁢ w ∈ ℂ
49 43 44 46 48 plyco ⊢ φ → F ∘ G ∈ Poly ⁡ ℂ
50 eqidd ⊢ φ → y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M
51 oveq1 ⊢ y = G ⁡ x → y M = G ⁡ x M
52 51 oveq2d ⊢ y = G ⁡ x → A ⁡ M ⁢ y M = A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
53 11 34 50 52 fmptco ⊢ φ → y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∘ G = x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
54 ssidd ⊢ φ → ℂ ⊆ ℂ
55 eqid ⊢ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M
56 55 ply1term ⊢ ℂ ⊆ ℂ ∧ A ⁡ M ∈ ℂ ∧ M ∈ ℕ 0 → y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ Poly ⁡ ℂ
57 54 21 20 56 syl3anc ⊢ φ → y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ Poly ⁡ ℂ
58 57 44 46 48 plyco ⊢ φ → y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∘ G ∈ Poly ⁡ ℂ
59 53 58 eqeltrrd ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M ∈ Poly ⁡ ℂ
60 plysubcl ⊢ F ∘ G ∈ Poly ⁡ ℂ ∧ x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M ∈ Poly ⁡ ℂ → F ∘ G − f x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M ∈ Poly ⁡ ℂ
61 49 59 60 syl2anc ⊢ φ → F ∘ G − f x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M ∈ Poly ⁡ ℂ
62 41 61 eqeltrrd ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M ∈ Poly ⁡ ℂ
63 62 adantr ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M ∈ Poly ⁡ ℂ
64 59 adantr ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M ∈ Poly ⁡ ℂ
65 nn0p1nn ⊢ D ∈ ℕ 0 → D + 1 ∈ ℕ
66 6 65 syl ⊢ φ → D + 1 ∈ ℕ
67 7 66 eqeltrd ⊢ φ → M ∈ ℕ
68 67 nngt0d ⊢ φ → 0 < M
69 fveq2 ⊢ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = 0 𝑝 → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = deg ⁡ 0 𝑝
70 dgr0 ⊢ deg ⁡ 0 𝑝 = 0
71 69 70 eqtrdi ⊢ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = 0 𝑝 → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = 0
72 71 breq1d ⊢ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = 0 𝑝 → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M < M ↔ 0 < M
73 68 72 syl5ibrcom ⊢ φ → F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = 0 𝑝 → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M < M
74 idd ⊢ φ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M < M → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M < M
75 eqid ⊢ deg ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = deg ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M
76 1 75 dgrsub ⊢ F ∈ Poly ⁡ ℂ ∧ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ Poly ⁡ ℂ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ≤ if M ≤ deg ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M deg ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M M
77 43 57 76 syl2anc ⊢ φ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ≤ if M ≤ deg ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M deg ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M M
78 67 nnne0d ⊢ φ → M ≠ 0
79 1 5 dgreq0 ⊢ F ∈ Poly ⁡ S → F = 0 𝑝 ↔ A ⁡ M = 0
80 3 79 syl ⊢ φ → F = 0 𝑝 ↔ A ⁡ M = 0
81 fveq2 ⊢ F = 0 𝑝 → deg ⁡ F = deg ⁡ 0 𝑝
82 81 70 eqtrdi ⊢ F = 0 𝑝 → deg ⁡ F = 0
83 1 82 eqtrid ⊢ F = 0 𝑝 → M = 0
84 80 83 biimtrrdi ⊢ φ → A ⁡ M = 0 → M = 0
85 84 necon3d ⊢ φ → M ≠ 0 → A ⁡ M ≠ 0
86 78 85 mpd ⊢ φ → A ⁡ M ≠ 0
87 55 dgr1term ⊢ A ⁡ M ∈ ℂ ∧ A ⁡ M ≠ 0 ∧ M ∈ ℕ 0 → deg ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = M
88 21 86 20 87 syl3anc ⊢ φ → deg ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = M
89 88 ifeq1d ⊢ φ → if M ≤ deg ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M deg ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M M = if M ≤ deg ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M M M
90 ifid ⊢ if M ≤ deg ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M M M = M
91 89 90 eqtrdi ⊢ φ → if M ≤ deg ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M deg ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M M = M
92 77 91 breqtrd ⊢ φ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ≤ M
93 eqid ⊢ coeff ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = coeff ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M
94 5 93 coesub ⊢ F ∈ Poly ⁡ ℂ ∧ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ Poly ⁡ ℂ → coeff ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = A − f coeff ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M
95 43 57 94 syl2anc ⊢ φ → coeff ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = A − f coeff ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M
96 95 fveq1d ⊢ φ → coeff ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⁡ M = A − f coeff ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⁡ M
97 17 ffnd ⊢ φ → A Fn ℕ 0
98 93 coef3 ⊢ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ Poly ⁡ ℂ → coeff ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M : ℕ 0 ⟶ ℂ
99 57 98 syl ⊢ φ → coeff ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M : ℕ 0 ⟶ ℂ
100 99 ffnd ⊢ φ → coeff ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M Fn ℕ 0
101 nn0ex ⊢ ℕ 0 ∈ V
102 101 a1i ⊢ φ → ℕ 0 ∈ V
103 inidm ⊢ ℕ 0 ∩ ℕ 0 = ℕ 0
104 eqidd ⊢ φ ∧ M ∈ ℕ 0 → A ⁡ M = A ⁡ M
105 55 coe1term ⊢ A ⁡ M ∈ ℂ ∧ M ∈ ℕ 0 ∧ M ∈ ℕ 0 → coeff ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⁡ M = if M = M A ⁡ M 0
106 21 20 20 105 syl3anc ⊢ φ → coeff ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⁡ M = if M = M A ⁡ M 0
107 eqid ⊢ M = M
108 107 iftruei ⊢ if M = M A ⁡ M 0 = A ⁡ M
109 106 108 eqtrdi ⊢ φ → coeff ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⁡ M = A ⁡ M
110 109 adantr ⊢ φ ∧ M ∈ ℕ 0 → coeff ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⁡ M = A ⁡ M
111 97 100 102 102 103 104 110 ofval ⊢ φ ∧ M ∈ ℕ 0 → A − f coeff ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⁡ M = A ⁡ M − A ⁡ M
112 20 111 mpdan ⊢ φ → A − f coeff ⁡ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⁡ M = A ⁡ M − A ⁡ M
113 21 subidd ⊢ φ → A ⁡ M − A ⁡ M = 0
114 96 112 113 3eqtrd ⊢ φ → coeff ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⁡ M = 0
115 plysubcl ⊢ F ∈ Poly ⁡ ℂ ∧ y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ Poly ⁡ ℂ → F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ Poly ⁡ ℂ
116 43 57 115 syl2anc ⊢ φ → F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ Poly ⁡ ℂ
117 eqid ⊢ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M
118 eqid ⊢ coeff ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = coeff ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M
119 117 118 dgrlt ⊢ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ Poly ⁡ ℂ ∧ M ∈ ℕ 0 → F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = 0 𝑝 ∨ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M < M ↔ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ≤ M ∧ coeff ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⁡ M = 0
120 116 20 119 syl2anc ⊢ φ → F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = 0 𝑝 ∨ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M < M ↔ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ≤ M ∧ coeff ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⁡ M = 0
121 92 114 120 mpbir2and ⊢ φ → F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = 0 𝑝 ∨ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M < M
122 73 74 121 mpjaod ⊢ φ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M < M
123 122 adantr ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M < M
124 dgrcl ⊢ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ Poly ⁡ ℂ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ ℕ 0
125 116 124 syl ⊢ φ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ ℕ 0
126 125 nn0red ⊢ φ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ ℝ
127 126 adantr ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ ℝ
128 20 nn0red ⊢ φ → M ∈ ℝ
129 128 adantr ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → M ∈ ℝ
130 nnre ⊢ N ∈ ℕ → N ∈ ℝ
131 130 adantl ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → N ∈ ℝ
132 nngt0 ⊢ N ∈ ℕ → 0 < N
133 132 adantl ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → 0 < N
134 ltmul1 ⊢ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ ℝ ∧ M ∈ ℝ ∧ N ∈ ℝ ∧ 0 < N → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M < M ↔ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⋅ N < M ⋅ N
135 127 129 131 133 134 syl112anc ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M < M ↔ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⋅ N < M ⋅ N
136 123 135 mpbid ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⋅ N < M ⋅ N
137 13 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ → F ⁡ y ∈ ℂ
138 21 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ → A ⁡ M ∈ ℂ
139 id ⊢ y ∈ ℂ → y ∈ ℂ
140 expcl ⊢ y ∈ ℂ ∧ M ∈ ℕ 0 → y M ∈ ℂ
141 139 20 140 syl2anr ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ → y M ∈ ℂ
142 138 141 mulcld ⊢ φ ∧ y ∈ ℂ → A ⁡ M ⁢ y M ∈ ℂ
143 29 137 142 35 50 offval2 ⊢ φ → F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M = y ∈ ℂ ⟼ F ⁡ y − A ⁡ M ⁢ y M
144 36 52 oveq12d ⊢ y = G ⁡ x → F ⁡ y − A ⁡ M ⁢ y M = F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
145 11 34 143 144 fmptco ⊢ φ → F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∘ G = x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
146 145 fveq2d ⊢ φ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∘ G = deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
147 122 7 breqtrd ⊢ φ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M < D + 1
148 nn0leltp1 ⊢ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∈ ℕ 0 ∧ D ∈ ℕ 0 → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ≤ D ↔ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M < D + 1
149 125 6 148 syl2anc ⊢ φ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ≤ D ↔ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M < D + 1
150 147 149 mpbird ⊢ φ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ≤ D
151 fveq2 ⊢ f = F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M → deg ⁡ f = deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M
152 151 breq1d ⊢ f = F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M → deg ⁡ f ≤ D ↔ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ≤ D
153 coeq1 ⊢ f = F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M → f ∘ G = F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∘ G
154 153 fveq2d ⊢ f = F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M → deg ⁡ f ∘ G = deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∘ G
155 151 oveq1d ⊢ f = F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M → deg ⁡ f ⋅ N = deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⋅ N
156 154 155 eqeq12d ⊢ f = F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M → deg ⁡ f ∘ G = deg ⁡ f ⋅ N ↔ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∘ G = deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⋅ N
157 152 156 imbi12d ⊢ f = F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M → deg ⁡ f ≤ D → deg ⁡ f ∘ G = deg ⁡ f ⋅ N ↔ deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ≤ D → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∘ G = deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⋅ N
158 157 8 116 rspcdva ⊢ φ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ≤ D → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∘ G = deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⋅ N
159 150 158 mpd ⊢ φ → deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ∘ G = deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⋅ N
160 146 159 eqtr3d ⊢ φ → deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⋅ N
161 160 adantr ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = deg ⁡ F − f y ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ y M ⋅ N
162 fconstmpt ⊢ ℂ × A ⁡ M = x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M
163 162 a1i ⊢ φ → ℂ × A ⁡ M = x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M
164 eqidd ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x M = x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x M
165 29 22 24 163 164 offval2 ⊢ φ → ℂ × A ⁡ M × f x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x M = x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
166 165 fveq2d ⊢ φ → deg ⁡ ℂ × A ⁡ M × f x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x M = deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
167 eqidd ⊢ φ → y ∈ ℂ ⟼ y M = y ∈ ℂ ⟼ y M
168 11 34 167 51 fmptco ⊢ φ → y ∈ ℂ ⟼ y M ∘ G = x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x M
169 1cnd ⊢ φ → 1 ∈ ℂ
170 plypow ⊢ ℂ ⊆ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ ∧ M ∈ ℕ 0 → y ∈ ℂ ⟼ y M ∈ Poly ⁡ ℂ
171 54 169 20 170 syl3anc ⊢ φ → y ∈ ℂ ⟼ y M ∈ Poly ⁡ ℂ
172 171 44 46 48 plyco ⊢ φ → y ∈ ℂ ⟼ y M ∘ G ∈ Poly ⁡ ℂ
173 168 172 eqeltrrd ⊢ φ → x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x M ∈ Poly ⁡ ℂ
174 dgrmulc ⊢ A ⁡ M ∈ ℂ ∧ A ⁡ M ≠ 0 ∧ x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x M ∈ Poly ⁡ ℂ → deg ⁡ ℂ × A ⁡ M × f x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x M = deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x M
175 21 86 173 174 syl3anc ⊢ φ → deg ⁡ ℂ × A ⁡ M × f x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x M = deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x M
176 166 175 eqtr3d ⊢ φ → deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x M
177 176 adantr ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x M
178 67 adantr ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → M ∈ ℕ
179 simpr ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → N ∈ ℕ
180 4 adantr ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → G ∈ Poly ⁡ S
181 2 178 179 180 dgrcolem1 ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ x M = M ⋅ N
182 177 181 eqtrd ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = M ⋅ N
183 136 161 182 3brtr4d ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M < deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
184 eqid ⊢ deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
185 eqid ⊢ deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
186 184 185 dgradd2 ⊢ x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M ∈ Poly ⁡ ℂ ∧ x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M ∈ Poly ⁡ ℂ ∧ deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M < deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M → deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M + f x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
187 63 64 183 186 syl3anc ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ x − A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M + f x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M = deg ⁡ x ∈ ℂ ⟼ A ⁡ M ⁢ G ⁡ x M
188 40 187 182 3eqtrd ⊢ φ ∧ N ∈ ℕ → deg ⁡ F ∘ G = M ⋅ N
189 0cn ⊢ 0 ∈ ℂ
190 ffvelcdm ⊢ G : ℂ ⟶ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ → G ⁡ 0 ∈ ℂ
191 10 189 190 sylancl ⊢ φ → G ⁡ 0 ∈ ℂ
192 13 191 ffvelcdmd ⊢ φ → F ⁡ G ⁡ 0 ∈ ℂ
193 0dgr ⊢ F ⁡ G ⁡ 0 ∈ ℂ → deg ⁡ ℂ × F ⁡ G ⁡ 0 = 0
194 192 193 syl ⊢ φ → deg ⁡ ℂ × F ⁡ G ⁡ 0 = 0
195 20 nn0cnd ⊢ φ → M ∈ ℂ
196 195 mul01d ⊢ φ → M ⋅ 0 = 0
197 194 196 eqtr4d ⊢ φ → deg ⁡ ℂ × F ⁡ G ⁡ 0 = M ⋅ 0
198 197 adantr ⊢ φ ∧ N = 0 → deg ⁡ ℂ × F ⁡ G ⁡ 0 = M ⋅ 0
199 191 ad2antrr ⊢ φ ∧ N = 0 ∧ x ∈ ℂ → G ⁡ 0 ∈ ℂ
200 simpr ⊢ φ ∧ N = 0 → N = 0
201 2 200 eqtr3id ⊢ φ ∧ N = 0 → deg ⁡ G = 0
202 0dgrb ⊢ G ∈ Poly ⁡ S → deg ⁡ G = 0 ↔ G = ℂ × G ⁡ 0
203 4 202 syl ⊢ φ → deg ⁡ G = 0 ↔ G = ℂ × G ⁡ 0
204 203 adantr ⊢ φ ∧ N = 0 → deg ⁡ G = 0 ↔ G = ℂ × G ⁡ 0
205 201 204 mpbid ⊢ φ ∧ N = 0 → G = ℂ × G ⁡ 0
206 fconstmpt ⊢ ℂ × G ⁡ 0 = x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ 0
207 205 206 eqtrdi ⊢ φ ∧ N = 0 → G = x ∈ ℂ ⟼ G ⁡ 0
208 35 adantr ⊢ φ ∧ N = 0 → F = y ∈ ℂ ⟼ F ⁡ y
209 fveq2 ⊢ y = G ⁡ 0 → F ⁡ y = F ⁡ G ⁡ 0
210 199 207 208 209 fmptco ⊢ φ ∧ N = 0 → F ∘ G = x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ 0
211 fconstmpt ⊢ ℂ × F ⁡ G ⁡ 0 = x ∈ ℂ ⟼ F ⁡ G ⁡ 0
212 210 211 eqtr4di ⊢ φ ∧ N = 0 → F ∘ G = ℂ × F ⁡ G ⁡ 0
213 212 fveq2d ⊢ φ ∧ N = 0 → deg ⁡ F ∘ G = deg ⁡ ℂ × F ⁡ G ⁡ 0
214 200 oveq2d ⊢ φ ∧ N = 0 → M ⋅ N = M ⋅ 0
215 198 213 214 3eqtr4d ⊢ φ ∧ N = 0 → deg ⁡ F ∘ G = M ⋅ N
216 dgrcl ⊢ G ∈ Poly ⁡ S → deg ⁡ G ∈ ℕ 0
217 4 216 syl ⊢ φ → deg ⁡ G ∈ ℕ 0
218 2 217 eqeltrid ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
219 elnn0 ⊢ N ∈ ℕ 0 ↔ N ∈ ℕ ∨ N = 0
220 218 219 sylib ⊢ φ → N ∈ ℕ ∨ N = 0
221 188 215 220 mpjaodan ⊢ φ → deg ⁡ F ∘ G = M ⋅ N