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Theorem psdmplcl

Description: The derivative of a polynomial is a polynomial. (Contributed by SN, 12-Apr-2025)

Ref Expression
Hypotheses psdmplcl.p P = I mPoly R
psdmplcl.b B = Base P
psdmplcl.i φ I V
psdmplcl.r φ R Mnd
psdmplcl.x φ X I
psdmplcl.f φ F B
Assertion psdmplcl φ I mPSDer R X F B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 psdmplcl.p P = I mPoly R
2 psdmplcl.b B = Base P
3 psdmplcl.i φ I V
4 psdmplcl.r φ R Mnd
5 psdmplcl.x φ X I
6 psdmplcl.f φ F B
7 eqid I mPwSer R = I mPwSer R
8 eqid Base I mPwSer R = Base I mPwSer R
9 mndmgm R Mnd R Mgm
10 4 9 syl φ R Mgm
11 1 7 2 8 mplbasss B Base I mPwSer R
12 11 6 sselid φ F Base I mPwSer R
13 7 8 3 10 5 12 psdcl φ I mPSDer R X F Base I mPwSer R
14 eqid h 0 I | h -1 Fin = h 0 I | h -1 Fin
15 7 8 14 3 10 5 12 psdval φ I mPSDer R X F = k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 R F k + f y I if y = X 1 0
16 ovex 0 I V
17 16 rabex h 0 I | h -1 Fin V
18 17 a1i φ h 0 I | h -1 Fin V
19 18 mptexd φ k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 R F k + f y I if y = X 1 0 V
20 fvexd φ 0 R V
21 funmpt Fun k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 R F k + f y I if y = X 1 0
22 21 a1i φ Fun k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 R F k + f y I if y = X 1 0
23 simpr φ k h 0 I | h -1 Fin k h 0 I | h -1 Fin
24 14 psrbagsn I V y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
25 3 24 syl φ y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
26 25 adantr φ k h 0 I | h -1 Fin y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
27 14 psrbagaddcl k h 0 I | h -1 Fin y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
28 23 26 27 syl2anc φ k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
29 eqidd φ k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 = k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0
30 eqid Base R = Base R
31 1 30 2 14 6 mplelf φ F : h 0 I | h -1 Fin Base R
32 31 feqmptd φ F = z h 0 I | h -1 Fin F z
33 fveq2 z = k + f y I if y = X 1 0 F z = F k + f y I if y = X 1 0
34 28 29 32 33 fmptco φ F k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 = k h 0 I | h -1 Fin F k + f y I if y = X 1 0
35 eqid 0 R = 0 R
36 1 2 35 6 4 mplelsfi φ finSupp 0 R F
37 28 fmpttd φ k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin h 0 I | h -1 Fin
38 ovex b f y I if y = X 1 0 V
39 eqid b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 = b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0
40 38 39 fnmpti b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 Fn h 0 I | h -1 Fin
41 40 a1i φ b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 Fn h 0 I | h -1 Fin
42 dffn3 b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 Fn h 0 I | h -1 Fin b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin ran b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0
43 41 42 sylib φ b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin ran b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0
44 43 37 fcod φ b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin ran b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0
45 44 ffnd φ b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 Fn h 0 I | h -1 Fin
46 fnresi I h 0 I | h -1 Fin Fn h 0 I | h -1 Fin
47 46 a1i φ I h 0 I | h -1 Fin Fn h 0 I | h -1 Fin
48 14 psrbagf d h 0 I | h -1 Fin d : I 0
49 48 adantl φ d h 0 I | h -1 Fin d : I 0
50 49 ffvelcdmda φ d h 0 I | h -1 Fin i I d i 0
51 50 nn0cnd φ d h 0 I | h -1 Fin i I d i
52 ax-1cn 1
53 0cn 0
54 52 53 ifcli if i = X 1 0
55 54 a1i φ d h 0 I | h -1 Fin i I if i = X 1 0
56 51 55 pncand φ d h 0 I | h -1 Fin i I d i + if i = X 1 0 - if i = X 1 0 = d i
57 56 mpteq2dva φ d h 0 I | h -1 Fin i I d i + if i = X 1 0 - if i = X 1 0 = i I d i
58 simpr φ d h 0 I | h -1 Fin d h 0 I | h -1 Fin
59 25 adantr φ d h 0 I | h -1 Fin y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
60 14 psrbagaddcl d h 0 I | h -1 Fin y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
61 58 59 60 syl2anc φ d h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
62 14 psrbagf d + f y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 : I 0
63 62 ffnd d + f y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 Fn I
64 61 63 syl φ d h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 Fn I
65 1ex 1 V
66 c0ex 0 V
67 65 66 ifex if y = X 1 0 V
68 eqid y I if y = X 1 0 = y I if y = X 1 0
69 67 68 fnmpti y I if y = X 1 0 Fn I
70 69 a1i φ d h 0 I | h -1 Fin y I if y = X 1 0 Fn I
71 3 adantr φ d h 0 I | h -1 Fin I V
72 inidm I I = I
73 48 ffnd d h 0 I | h -1 Fin d Fn I
74 73 adantl φ d h 0 I | h -1 Fin d Fn I
75 eqidd φ d h 0 I | h -1 Fin i I d i = d i
76 eqeq1 y = i y = X i = X
77 76 ifbid y = i if y = X 1 0 = if i = X 1 0
78 simpr φ d h 0 I | h -1 Fin i I i I
79 65 66 ifex if i = X 1 0 V
80 79 a1i φ d h 0 I | h -1 Fin i I if i = X 1 0 V
81 68 77 78 80 fvmptd3 φ d h 0 I | h -1 Fin i I y I if y = X 1 0 i = if i = X 1 0
82 74 70 71 71 72 75 81 ofval φ d h 0 I | h -1 Fin i I d + f y I if y = X 1 0 i = d i + if i = X 1 0
83 64 70 71 71 72 82 81 offval φ d h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 f y I if y = X 1 0 = i I d i + if i = X 1 0 - if i = X 1 0
84 49 feqmptd φ d h 0 I | h -1 Fin d = i I d i
85 57 83 84 3eqtr4d φ d h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 f y I if y = X 1 0 = d
86 28 adantlr φ d h 0 I | h -1 Fin k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 h 0 I | h -1 Fin
87 86 fmpttd φ d h 0 I | h -1 Fin k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin h 0 I | h -1 Fin
88 87 58 fvco3d φ d h 0 I | h -1 Fin b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 d = b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 d
89 eqid k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 = k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0
90 oveq1 k = d k + f y I if y = X 1 0 = d + f y I if y = X 1 0
91 ovexd φ d h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 V
92 89 90 58 91 fvmptd3 φ d h 0 I | h -1 Fin k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 d = d + f y I if y = X 1 0
93 92 fveq2d φ d h 0 I | h -1 Fin b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 d = b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 d + f y I if y = X 1 0
94 oveq1 b = d + f y I if y = X 1 0 b f y I if y = X 1 0 = d + f y I if y = X 1 0 f y I if y = X 1 0
95 ovexd φ d h 0 I | h -1 Fin d + f y I if y = X 1 0 f y I if y = X 1 0 V
96 39 94 61 95 fvmptd3 φ d h 0 I | h -1 Fin b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 d + f y I if y = X 1 0 = d + f y I if y = X 1 0 f y I if y = X 1 0
97 88 93 96 3eqtrd φ d h 0 I | h -1 Fin b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 d = d + f y I if y = X 1 0 f y I if y = X 1 0
98 fvresi d h 0 I | h -1 Fin I h 0 I | h -1 Fin d = d
99 98 adantl φ d h 0 I | h -1 Fin I h 0 I | h -1 Fin d = d
100 85 97 99 3eqtr4d φ d h 0 I | h -1 Fin b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 d = I h 0 I | h -1 Fin d
101 45 47 100 eqfnfvd φ b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 = I h 0 I | h -1 Fin
102 fcof1 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin h 0 I | h -1 Fin b h 0 I | h -1 Fin b f y I if y = X 1 0 k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 = I h 0 I | h -1 Fin k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin 1-1 h 0 I | h -1 Fin
103 37 101 102 syl2anc φ k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0 : h 0 I | h -1 Fin 1-1 h 0 I | h -1 Fin
104 36 103 20 6 fsuppco φ finSupp 0 R F k h 0 I | h -1 Fin k + f y I if y = X 1 0
105 34 104 eqbrtrrd φ finSupp 0 R k h 0 I | h -1 Fin F k + f y I if y = X 1 0
106 105 fsuppimpd φ k h 0 I | h -1 Fin F k + f y I if y = X 1 0 supp 0 R Fin
107 ssidd φ k h 0 I | h -1 Fin F k + f y I if y = X 1 0 supp 0 R k h 0 I | h -1 Fin F k + f y I if y = X 1 0 supp 0 R
108 eqid R = R
109 30 108 35 mulgnn0z R Mnd n 0 n R 0 R = 0 R
110 4 109 sylan φ n 0 n R 0 R = 0 R
111 14 psrbagf k h 0 I | h -1 Fin k : I 0
112 111 adantl φ k h 0 I | h -1 Fin k : I 0
113 5 adantr φ k h 0 I | h -1 Fin X I
114 112 113 ffvelcdmd φ k h 0 I | h -1 Fin k X 0
115 peano2nn0 k X 0 k X + 1 0
116 114 115 syl φ k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 0
117 fvexd φ k h 0 I | h -1 Fin F k + f y I if y = X 1 0 V
118 107 110 116 117 20 suppssov2 φ k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 R F k + f y I if y = X 1 0 supp 0 R k h 0 I | h -1 Fin F k + f y I if y = X 1 0 supp 0 R
119 106 118 ssfid φ k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 R F k + f y I if y = X 1 0 supp 0 R Fin
120 19 20 22 119 isfsuppd φ finSupp 0 R k h 0 I | h -1 Fin k X + 1 R F k + f y I if y = X 1 0
121 15 120 eqbrtrd φ finSupp 0 R I mPSDer R X F
122 1 7 8 35 2 mplelbas I mPSDer R X F B I mPSDer R X F Base I mPwSer R finSupp 0 R I mPSDer R X F
123 13 121 122 sylanbrc φ I mPSDer R X F B