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Theorem evl1deg3

Description: Evaluation of a univariate polynomial of degree 3. (Contributed by Thierry Arnoux, 14-Jun-2025)

Ref Expression
Hypotheses evl1deg1.1 ⊢ P = Poly 1 ⁡ R
evl1deg1.2 ⊢ O = eval 1 ⁡ R
evl1deg1.3 ⊢ K = Base R
evl1deg1.4 ⊢ U = Base P
evl1deg1.5 ⊢ · ˙ = ⋅ R
evl1deg1.6 ⊢ + ˙ = + R
evl1deg2.p ⊢ × ˙ = ⋅ mulGrp R
evl1deg3.f ⊢ F = coe 1 ⁡ M
evl1deg3.e ⊢ E = deg 1 ⁡ R
evl1deg3.a ⊢ A = F ⁡ 3
evl1deg3.b ⊢ B = F ⁡ 2
evl1deg3.c ⊢ C = F ⁡ 1
evl1deg3.d ⊢ D = F ⁡ 0
evl1deg3.r ⊢ φ → R ∈ CRing
evl1deg3.m ⊢ φ → M ∈ U
evl1deg3.1 ⊢ φ → E ⁡ M = 3
evl1deg3.x ⊢ φ → X ∈ K
Assertion evl1deg3 ⊢ φ → O ⁡ M ⁡ X = A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X + ˙ C · ˙ X + ˙ D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 evl1deg1.1 ⊢ P = Poly 1 ⁡ R
2 evl1deg1.2 ⊢ O = eval 1 ⁡ R
3 evl1deg1.3 ⊢ K = Base R
4 evl1deg1.4 ⊢ U = Base P
5 evl1deg1.5 ⊢ · ˙ = ⋅ R
6 evl1deg1.6 ⊢ + ˙ = + R
7 evl1deg2.p ⊢ × ˙ = ⋅ mulGrp R
8 evl1deg3.f ⊢ F = coe 1 ⁡ M
9 evl1deg3.e ⊢ E = deg 1 ⁡ R
10 evl1deg3.a ⊢ A = F ⁡ 3
11 evl1deg3.b ⊢ B = F ⁡ 2
12 evl1deg3.c ⊢ C = F ⁡ 1
13 evl1deg3.d ⊢ D = F ⁡ 0
14 evl1deg3.r ⊢ φ → R ∈ CRing
15 evl1deg3.m ⊢ φ → M ∈ U
16 evl1deg3.1 ⊢ φ → E ⁡ M = 3
17 evl1deg3.x ⊢ φ → X ∈ K
18 oveq2 ⊢ x = X → k × ˙ x = k × ˙ X
19 18 oveq2d ⊢ x = X → F ⁡ k · ˙ k × ˙ x = F ⁡ k · ˙ k × ˙ X
20 19 mpteq2dv ⊢ x = X → k ∈ ℕ 0 ⟼ F ⁡ k · ˙ k × ˙ x = k ∈ ℕ 0 ⟼ F ⁡ k · ˙ k × ˙ X
21 20 oveq2d ⊢ x = X → ∑ R k ∈ ℕ 0 F ⁡ k · ˙ k × ˙ x = ∑ R k ∈ ℕ 0 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X
22 2 1 3 4 14 15 5 7 8 evl1fpws ⊢ φ → O ⁡ M = x ∈ K ⟼ ∑ R k ∈ ℕ 0 F ⁡ k · ˙ k × ˙ x
23 ovexd ⊢ φ → ∑ R k ∈ ℕ 0 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X ∈ V
24 21 22 17 23 fvmptd4 ⊢ φ → O ⁡ M ⁡ X = ∑ R k ∈ ℕ 0 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X
25 eqid ⊢ 0 R = 0 R
26 14 crngringd ⊢ φ → R ∈ Ring
27 26 ringcmnd ⊢ φ → R ∈ CMnd
28 nn0ex ⊢ ℕ 0 ∈ V
29 28 a1i ⊢ φ → ℕ 0 ∈ V
30 26 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → R ∈ Ring
31 8 4 1 3 coe1fvalcl ⊢ M ∈ U ∧ k ∈ ℕ 0 → F ⁡ k ∈ K
32 15 31 sylan ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → F ⁡ k ∈ K
33 eqid ⊢ mulGrp R = mulGrp R
34 33 3 mgpbas ⊢ K = Base mulGrp R
35 33 ringmgp ⊢ R ∈ Ring → mulGrp R ∈ Mnd
36 26 35 syl ⊢ φ → mulGrp R ∈ Mnd
37 36 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → mulGrp R ∈ Mnd
38 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → k ∈ ℕ 0
39 17 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → X ∈ K
40 34 7 37 38 39 mulgnn0cld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → k × ˙ X ∈ K
41 3 5 30 32 40 ringcld ⊢ φ ∧ k ∈ ℕ 0 → F ⁡ k · ˙ k × ˙ X ∈ K
42 fvexd ⊢ φ → 0 R ∈ V
43 fveq2 ⊢ k = j → F ⁡ k = F ⁡ j
44 oveq1 ⊢ k = j → k × ˙ X = j × ˙ X
45 43 44 oveq12d ⊢ k = j → F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = F ⁡ j · ˙ j × ˙ X
46 breq1 ⊢ i = E ⁡ M → i < j ↔ E ⁡ M < j
47 46 imbi1d ⊢ i = E ⁡ M → i < j → F ⁡ j · ˙ j × ˙ X = 0 R ↔ E ⁡ M < j → F ⁡ j · ˙ j × ˙ X = 0 R
48 47 ralbidv ⊢ i = E ⁡ M → ∀ j ∈ ℕ 0 i < j → F ⁡ j · ˙ j × ˙ X = 0 R ↔ ∀ j ∈ ℕ 0 E ⁡ M < j → F ⁡ j · ˙ j × ˙ X = 0 R
49 3nn0 ⊢ 3 ∈ ℕ 0
50 49 a1i ⊢ φ → 3 ∈ ℕ 0
51 16 50 eqeltrd ⊢ φ → E ⁡ M ∈ ℕ 0
52 15 ad2antrr ⊢ φ ∧ j ∈ ℕ 0 ∧ E ⁡ M < j → M ∈ U
53 simplr ⊢ φ ∧ j ∈ ℕ 0 ∧ E ⁡ M < j → j ∈ ℕ 0
54 simpr ⊢ φ ∧ j ∈ ℕ 0 ∧ E ⁡ M < j → E ⁡ M < j
55 9 1 4 25 8 deg1lt ⊢ M ∈ U ∧ j ∈ ℕ 0 ∧ E ⁡ M < j → F ⁡ j = 0 R
56 52 53 54 55 syl3anc ⊢ φ ∧ j ∈ ℕ 0 ∧ E ⁡ M < j → F ⁡ j = 0 R
57 56 oveq1d ⊢ φ ∧ j ∈ ℕ 0 ∧ E ⁡ M < j → F ⁡ j · ˙ j × ˙ X = 0 R · ˙ j × ˙ X
58 26 ad2antrr ⊢ φ ∧ j ∈ ℕ 0 ∧ E ⁡ M < j → R ∈ Ring
59 58 35 syl ⊢ φ ∧ j ∈ ℕ 0 ∧ E ⁡ M < j → mulGrp R ∈ Mnd
60 17 ad2antrr ⊢ φ ∧ j ∈ ℕ 0 ∧ E ⁡ M < j → X ∈ K
61 34 7 59 53 60 mulgnn0cld ⊢ φ ∧ j ∈ ℕ 0 ∧ E ⁡ M < j → j × ˙ X ∈ K
62 3 5 25 58 61 ringlzd ⊢ φ ∧ j ∈ ℕ 0 ∧ E ⁡ M < j → 0 R · ˙ j × ˙ X = 0 R
63 57 62 eqtrd ⊢ φ ∧ j ∈ ℕ 0 ∧ E ⁡ M < j → F ⁡ j · ˙ j × ˙ X = 0 R
64 63 ex ⊢ φ ∧ j ∈ ℕ 0 → E ⁡ M < j → F ⁡ j · ˙ j × ˙ X = 0 R
65 64 ralrimiva ⊢ φ → ∀ j ∈ ℕ 0 E ⁡ M < j → F ⁡ j · ˙ j × ˙ X = 0 R
66 48 51 65 rspcedvdw ⊢ φ → ∃ i ∈ ℕ 0 ∀ j ∈ ℕ 0 i < j → F ⁡ j · ˙ j × ˙ X = 0 R
67 42 41 45 66 mptnn0fsuppd ⊢ φ → finSupp 0 R⁡ k ∈ ℕ 0 ⟼ F ⁡ k · ˙ k × ˙ X
68 fzouzdisj ⊢ 0 ..^ 4 ∩ ℤ ≥ 4 = ∅
69 68 a1i ⊢ φ → 0 ..^ 4 ∩ ℤ ≥ 4 = ∅
70 nn0uz ⊢ ℕ 0 = ℤ ≥ 0
71 4nn0 ⊢ 4 ∈ ℕ 0
72 71 70 eleqtri ⊢ 4 ∈ ℤ ≥ 0
73 fzouzsplit ⊢ 4 ∈ ℤ ≥ 0 → ℤ ≥ 0 = 0 ..^ 4 ∪ ℤ ≥ 4
74 72 73 ax-mp ⊢ ℤ ≥ 0 = 0 ..^ 4 ∪ ℤ ≥ 4
75 70 74 eqtri ⊢ ℕ 0 = 0 ..^ 4 ∪ ℤ ≥ 4
76 75 a1i ⊢ φ → ℕ 0 = 0 ..^ 4 ∪ ℤ ≥ 4
77 3 25 6 27 29 41 67 69 76 gsumsplit2 ⊢ φ → ∑ R k ∈ ℕ 0 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = ∑ R k ∈ 0 ..^ 4 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X + ˙ ∑ R k ∈ ℤ ≥ 4 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X
78 fzofi ⊢ 0 ..^ 4 ∈ Fin
79 78 a1i ⊢ φ → 0 ..^ 4 ∈ Fin
80 fzo0ssnn0 ⊢ 0 ..^ 4 ⊆ ℕ 0
81 80 a1i ⊢ φ → 0 ..^ 4 ⊆ ℕ 0
82 81 sselda ⊢ φ ∧ k ∈ 0 ..^ 4 → k ∈ ℕ 0
83 82 41 syldan ⊢ φ ∧ k ∈ 0 ..^ 4 → F ⁡ k · ˙ k × ˙ X ∈ K
84 0ne2 ⊢ 0 ≠ 2
85 1ne2 ⊢ 1 ≠ 2
86 0re ⊢ 0 ∈ ℝ
87 3pos ⊢ 0 < 3
88 86 87 ltneii ⊢ 0 ≠ 3
89 1re ⊢ 1 ∈ ℝ
90 1lt3 ⊢ 1 < 3
91 89 90 ltneii ⊢ 1 ≠ 3
92 disjpr2 ⊢ 0 ≠ 2 ∧ 1 ≠ 2 ∧ 0 ≠ 3 ∧ 1 ≠ 3 → 0 1 ∩ 2 3 = ∅
93 84 85 88 91 92 mp4an ⊢ 0 1 ∩ 2 3 = ∅
94 93 a1i ⊢ φ → 0 1 ∩ 2 3 = ∅
95 fzo0to42pr ⊢ 0 ..^ 4 = 0 1 ∪ 2 3
96 95 a1i ⊢ φ → 0 ..^ 4 = 0 1 ∪ 2 3
97 3 6 27 79 83 94 96 gsummptfidmsplit ⊢ φ → ∑ R k ∈ 0 ..^ 4 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = ∑ R k ∈ 0 1 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X + ˙ ∑ R k ∈ 2 3 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X
98 15 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ 4 → M ∈ U
99 uzss ⊢ 4 ∈ ℤ ≥ 0 → ℤ ≥ 4 ⊆ ℤ ≥ 0
100 72 99 ax-mp ⊢ ℤ ≥ 4 ⊆ ℤ ≥ 0
101 100 70 sseqtrri ⊢ ℤ ≥ 4 ⊆ ℕ 0
102 101 a1i ⊢ φ → ℤ ≥ 4 ⊆ ℕ 0
103 102 sselda ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ 4 → k ∈ ℕ 0
104 16 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ 4 → E ⁡ M = 3
105 3p1e4 ⊢ 3 + 1 = 4
106 105 fveq2i ⊢ ℤ ≥ 3 + 1 = ℤ ≥ 4
107 106 eleq2i ⊢ k ∈ ℤ ≥ 3 + 1 ↔ k ∈ ℤ ≥ 4
108 3z ⊢ 3 ∈ ℤ
109 eluzp1l ⊢ 3 ∈ ℤ ∧ k ∈ ℤ ≥ 3 + 1 → 3 < k
110 108 109 mpan ⊢ k ∈ ℤ ≥ 3 + 1 → 3 < k
111 107 110 sylbir ⊢ k ∈ ℤ ≥ 4 → 3 < k
112 111 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ 4 → 3 < k
113 104 112 eqbrtrd ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ 4 → E ⁡ M < k
114 9 1 4 25 8 deg1lt ⊢ M ∈ U ∧ k ∈ ℕ 0 ∧ E ⁡ M < k → F ⁡ k = 0 R
115 98 103 113 114 syl3anc ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ 4 → F ⁡ k = 0 R
116 115 oveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ 4 → F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = 0 R · ˙ k × ˙ X
117 26 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ 4 → R ∈ Ring
118 117 35 syl ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ 4 → mulGrp R ∈ Mnd
119 17 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ 4 → X ∈ K
120 34 7 118 103 119 mulgnn0cld ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ 4 → k × ˙ X ∈ K
121 3 5 25 117 120 ringlzd ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ 4 → 0 R · ˙ k × ˙ X = 0 R
122 116 121 eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ ℤ ≥ 4 → F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = 0 R
123 122 mpteq2dva ⊢ φ → k ∈ ℤ ≥ 4 ⟼ F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = k ∈ ℤ ≥ 4 ⟼ 0 R
124 123 oveq2d ⊢ φ → ∑ R k ∈ ℤ ≥ 4 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = ∑ R k ∈ ℤ ≥ 4 0 R
125 97 124 oveq12d ⊢ φ → ∑ R k ∈ 0 ..^ 4 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X + ˙ ∑ R k ∈ ℤ ≥ 4 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = ∑ R k ∈ 0 1 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X + ˙ ∑ R k ∈ 2 3 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X + ˙ ∑ R k ∈ ℤ ≥ 4 0 R
126 0nn0 ⊢ 0 ∈ ℕ 0
127 126 a1i ⊢ φ → 0 ∈ ℕ 0
128 1nn0 ⊢ 1 ∈ ℕ 0
129 128 a1i ⊢ φ → 1 ∈ ℕ 0
130 0ne1 ⊢ 0 ≠ 1
131 130 a1i ⊢ φ → 0 ≠ 1
132 8 4 1 3 coe1fvalcl ⊢ M ∈ U ∧ 0 ∈ ℕ 0 → F ⁡ 0 ∈ K
133 15 126 132 sylancl ⊢ φ → F ⁡ 0 ∈ K
134 34 7 36 127 17 mulgnn0cld ⊢ φ → 0 × ˙ X ∈ K
135 3 5 26 133 134 ringcld ⊢ φ → F ⁡ 0 · ˙ 0 × ˙ X ∈ K
136 8 4 1 3 coe1fvalcl ⊢ M ∈ U ∧ 1 ∈ ℕ 0 → F ⁡ 1 ∈ K
137 15 128 136 sylancl ⊢ φ → F ⁡ 1 ∈ K
138 34 7 36 129 17 mulgnn0cld ⊢ φ → 1 × ˙ X ∈ K
139 3 5 26 137 138 ringcld ⊢ φ → F ⁡ 1 · ˙ 1 × ˙ X ∈ K
140 fveq2 ⊢ k = 0 → F ⁡ k = F ⁡ 0
141 oveq1 ⊢ k = 0 → k × ˙ X = 0 × ˙ X
142 140 141 oveq12d ⊢ k = 0 → F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = F ⁡ 0 · ˙ 0 × ˙ X
143 fveq2 ⊢ k = 1 → F ⁡ k = F ⁡ 1
144 oveq1 ⊢ k = 1 → k × ˙ X = 1 × ˙ X
145 143 144 oveq12d ⊢ k = 1 → F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = F ⁡ 1 · ˙ 1 × ˙ X
146 3 6 142 145 gsumpr ⊢ R ∈ CMnd ∧ 0 ∈ ℕ 0 ∧ 1 ∈ ℕ 0 ∧ 0 ≠ 1 ∧ F ⁡ 0 · ˙ 0 × ˙ X ∈ K ∧ F ⁡ 1 · ˙ 1 × ˙ X ∈ K → ∑ R k ∈ 0 1 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = F ⁡ 0 · ˙ 0 × ˙ X + ˙ F ⁡ 1 · ˙ 1 × ˙ X
147 27 127 129 131 135 139 146 syl132anc ⊢ φ → ∑ R k ∈ 0 1 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = F ⁡ 0 · ˙ 0 × ˙ X + ˙ F ⁡ 1 · ˙ 1 × ˙ X
148 eqid ⊢ 1 R = 1 R
149 13 133 eqeltrid ⊢ φ → D ∈ K
150 3 5 148 26 149 ringridmd ⊢ φ → D · ˙ 1 R = D
151 150 oveq1d ⊢ φ → D · ˙ 1 R + ˙ C · ˙ X = D + ˙ C · ˙ X
152 13 a1i ⊢ φ → D = F ⁡ 0
153 33 148 ringidval ⊢ 1 R = 0 mulGrp R
154 34 153 7 mulg0 ⊢ X ∈ K → 0 × ˙ X = 1 R
155 17 154 syl ⊢ φ → 0 × ˙ X = 1 R
156 155 eqcomd ⊢ φ → 1 R = 0 × ˙ X
157 152 156 oveq12d ⊢ φ → D · ˙ 1 R = F ⁡ 0 · ˙ 0 × ˙ X
158 12 a1i ⊢ φ → C = F ⁡ 1
159 34 7 mulg1 ⊢ X ∈ K → 1 × ˙ X = X
160 17 159 syl ⊢ φ → 1 × ˙ X = X
161 160 eqcomd ⊢ φ → X = 1 × ˙ X
162 158 161 oveq12d ⊢ φ → C · ˙ X = F ⁡ 1 · ˙ 1 × ˙ X
163 157 162 oveq12d ⊢ φ → D · ˙ 1 R + ˙ C · ˙ X = F ⁡ 0 · ˙ 0 × ˙ X + ˙ F ⁡ 1 · ˙ 1 × ˙ X
164 162 139 eqeltrd ⊢ φ → C · ˙ X ∈ K
165 3 6 ringcom ⊢ R ∈ Ring ∧ D ∈ K ∧ C · ˙ X ∈ K → D + ˙ C · ˙ X = C · ˙ X + ˙ D
166 26 149 164 165 syl3anc ⊢ φ → D + ˙ C · ˙ X = C · ˙ X + ˙ D
167 151 163 166 3eqtr3d ⊢ φ → F ⁡ 0 · ˙ 0 × ˙ X + ˙ F ⁡ 1 · ˙ 1 × ˙ X = C · ˙ X + ˙ D
168 147 167 eqtrd ⊢ φ → ∑ R k ∈ 0 1 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = C · ˙ X + ˙ D
169 2nn0 ⊢ 2 ∈ ℕ 0
170 169 a1i ⊢ φ → 2 ∈ ℕ 0
171 2re ⊢ 2 ∈ ℝ
172 2lt3 ⊢ 2 < 3
173 171 172 ltneii ⊢ 2 ≠ 3
174 173 a1i ⊢ φ → 2 ≠ 3
175 8 4 1 3 coe1fvalcl ⊢ M ∈ U ∧ 2 ∈ ℕ 0 → F ⁡ 2 ∈ K
176 15 169 175 sylancl ⊢ φ → F ⁡ 2 ∈ K
177 11 176 eqeltrid ⊢ φ → B ∈ K
178 34 7 36 170 17 mulgnn0cld ⊢ φ → 2 × ˙ X ∈ K
179 3 5 26 177 178 ringcld ⊢ φ → B · ˙ 2 × ˙ X ∈ K
180 8 4 1 3 coe1fvalcl ⊢ M ∈ U ∧ 3 ∈ ℕ 0 → F ⁡ 3 ∈ K
181 15 49 180 sylancl ⊢ φ → F ⁡ 3 ∈ K
182 10 181 eqeltrid ⊢ φ → A ∈ K
183 34 7 36 50 17 mulgnn0cld ⊢ φ → 3 × ˙ X ∈ K
184 3 5 26 182 183 ringcld ⊢ φ → A · ˙ 3 × ˙ X ∈ K
185 fveq2 ⊢ k = 2 → F ⁡ k = F ⁡ 2
186 185 11 eqtr4di ⊢ k = 2 → F ⁡ k = B
187 oveq1 ⊢ k = 2 → k × ˙ X = 2 × ˙ X
188 186 187 oveq12d ⊢ k = 2 → F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = B · ˙ 2 × ˙ X
189 fveq2 ⊢ k = 3 → F ⁡ k = F ⁡ 3
190 189 10 eqtr4di ⊢ k = 3 → F ⁡ k = A
191 oveq1 ⊢ k = 3 → k × ˙ X = 3 × ˙ X
192 190 191 oveq12d ⊢ k = 3 → F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = A · ˙ 3 × ˙ X
193 3 6 188 192 gsumpr ⊢ R ∈ CMnd ∧ 2 ∈ ℕ 0 ∧ 3 ∈ ℕ 0 ∧ 2 ≠ 3 ∧ B · ˙ 2 × ˙ X ∈ K ∧ A · ˙ 3 × ˙ X ∈ K → ∑ R k ∈ 2 3 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = B · ˙ 2 × ˙ X + ˙ A · ˙ 3 × ˙ X
194 27 170 50 174 179 184 193 syl132anc ⊢ φ → ∑ R k ∈ 2 3 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = B · ˙ 2 × ˙ X + ˙ A · ˙ 3 × ˙ X
195 3 6 cmncom ⊢ R ∈ CMnd ∧ B · ˙ 2 × ˙ X ∈ K ∧ A · ˙ 3 × ˙ X ∈ K → B · ˙ 2 × ˙ X + ˙ A · ˙ 3 × ˙ X = A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X
196 27 179 184 195 syl3anc ⊢ φ → B · ˙ 2 × ˙ X + ˙ A · ˙ 3 × ˙ X = A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X
197 194 196 eqtrd ⊢ φ → ∑ R k ∈ 2 3 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X
198 168 197 oveq12d ⊢ φ → ∑ R k ∈ 0 1 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X + ˙ ∑ R k ∈ 2 3 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = C · ˙ X + ˙ D + ˙ A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X
199 14 crnggrpd ⊢ φ → R ∈ Grp
200 3 6 199 164 149 grpcld ⊢ φ → C · ˙ X + ˙ D ∈ K
201 3 6 199 184 179 grpcld ⊢ φ → A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X ∈ K
202 3 6 cmncom ⊢ R ∈ CMnd ∧ C · ˙ X + ˙ D ∈ K ∧ A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X ∈ K → C · ˙ X + ˙ D + ˙ A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X = A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X + ˙ C · ˙ X + ˙ D
203 27 200 201 202 syl3anc ⊢ φ → C · ˙ X + ˙ D + ˙ A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X = A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X + ˙ C · ˙ X + ˙ D
204 198 203 eqtrd ⊢ φ → ∑ R k ∈ 0 1 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X + ˙ ∑ R k ∈ 2 3 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X + ˙ C · ˙ X + ˙ D
205 199 grpmndd ⊢ φ → R ∈ Mnd
206 fvexd ⊢ φ → ℤ ≥ 4 ∈ V
207 25 gsumz ⊢ R ∈ Mnd ∧ ℤ ≥ 4 ∈ V → ∑ R k ∈ ℤ ≥ 4 0 R = 0 R
208 205 206 207 syl2anc ⊢ φ → ∑ R k ∈ ℤ ≥ 4 0 R = 0 R
209 204 208 oveq12d ⊢ φ → ∑ R k ∈ 0 1 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X + ˙ ∑ R k ∈ 2 3 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X + ˙ ∑ R k ∈ ℤ ≥ 4 0 R = A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X + ˙ C · ˙ X + ˙ D + ˙ 0 R
210 3 6 199 201 200 grpcld ⊢ φ → A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X + ˙ C · ˙ X + ˙ D ∈ K
211 3 6 25 199 210 grpridd ⊢ φ → A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X + ˙ C · ˙ X + ˙ D + ˙ 0 R = A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X + ˙ C · ˙ X + ˙ D
212 125 209 211 3eqtrd ⊢ φ → ∑ R k ∈ 0 ..^ 4 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X + ˙ ∑ R k ∈ ℤ ≥ 4 F ⁡ k · ˙ k × ˙ X = A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X + ˙ C · ˙ X + ˙ D
213 24 77 212 3eqtrd ⊢ φ → O ⁡ M ⁡ X = A · ˙ 3 × ˙ X + ˙ B · ˙ 2 × ˙ X + ˙ C · ˙ X + ˙ D