Theorem signsplypnf 30755

Description: The quotient of a polynomial 𝐹 by a monic monomial of same degree 𝐺 converges to the highest coefficient of 𝐹. (Contributed by Thierry Arnoux, 18-Sep-2018.)

Hypotheses

Ref	Expression
signsply0.d	⊢ 𝐷 = (deg‘𝐹)
signsply0.c	⊢ 𝐶 = (coeff‘𝐹)
signsply0.b	⊢ 𝐵 = (𝐶‘𝐷)
signsplypnf.g	⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (𝑥↑𝐷))

Assertion

Ref	Expression
signsplypnf	⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝐹 ∘𝑓 / 𝐺) ⇝𝑟 𝐵)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐶   𝑥,𝐷   𝑥,𝐹   𝑥,𝐺

Allowed substitution hint:   𝐵(𝑥)

Proof of Theorem signsplypnf

Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		plyf 23999	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → 𝐹:ℂ⟶ℂ)
2		ffn 6083	. . . . 5 ⊢ (𝐹:ℂ⟶ℂ → 𝐹 Fn ℂ)
3	1, 2	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → 𝐹 Fn ℂ)
4		ovex 6718	. . . . . 6 ⊢ (𝑥↑𝐷) ∈ V
5	4	rgenw 2953	. . . . 5 ⊢ ∀𝑥 ∈ ℝ+ (𝑥↑𝐷) ∈ V
6		signsplypnf.g	. . . . . 6 ⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (𝑥↑𝐷))
7	6	fnmpt 6058	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℝ+ (𝑥↑𝐷) ∈ V → 𝐺 Fn ℝ+)
8	5, 7	mp1i 13	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → 𝐺 Fn ℝ+)
9		cnex 10055	. . . . 5 ⊢ ℂ ∈ V
10	9	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → ℂ ∈ V)
11		reex 10065	. . . . . 6 ⊢ ℝ ∈ V
12		rpssre 11881	. . . . . 6 ⊢ ℝ+ ⊆ ℝ
13	11, 12	ssexi 4836	. . . . 5 ⊢ ℝ+ ∈ V
14	13	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → ℝ+ ∈ V)
15		ax-resscn 10031	. . . . . 6 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
16	12, 15	sstri 3645	. . . . 5 ⊢ ℝ+ ⊆ ℂ
17		sseqin2 3850	. . . . 5 ⊢ (ℝ+ ⊆ ℂ ↔ (ℂ ∩ ℝ+) = ℝ+)
18	16, 17	mpbi 220	. . . 4 ⊢ (ℂ ∩ ℝ+) = ℝ+
19		signsply0.c	. . . . 5 ⊢ 𝐶 = (coeff‘𝐹)
20		signsply0.d	. . . . 5 ⊢ 𝐷 = (deg‘𝐹)
21	19, 20	coeid2 24040	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝐹‘𝑥) = Σ𝑘 ∈ (0...𝐷)((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)))
22	6	fvmpt2 6330	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ+ ∧ (𝑥↑𝐷) ∈ V) → (𝐺‘𝑥) = (𝑥↑𝐷))
23	4, 22	mpan2 707	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ+ → (𝐺‘𝑥) = (𝑥↑𝐷))
24	23	adantl 481	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝐺‘𝑥) = (𝑥↑𝐷))
25	3, 8, 10, 14, 18, 21, 24	offval 6946	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝐹 ∘𝑓 / 𝐺) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (Σ𝑘 ∈ (0...𝐷)((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))))
26		fzfid 12812	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (0...𝐷) ∈ Fin)
27	16	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → ℝ+ ⊆ ℂ)
28	27	sselda 3636	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ∈ ℂ)
29		dgrcl 24034	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (deg‘𝐹) ∈ ℕ0)
30	20, 29	syl5eqel 2734	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → 𝐷 ∈ ℕ0)
31	30	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝐷 ∈ ℕ0)
32	28, 31	expcld 13048	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑𝐷) ∈ ℂ)
33	19	coef3 24033	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → 𝐶:ℕ0⟶ℂ)
34	33	ad2antrr 762	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → 𝐶:ℕ0⟶ℂ)
35		elfznn0 12471	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 ∈ (0...𝐷) → 𝑘 ∈ ℕ0)
36	35	adantl 481	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
37	34, 36	ffvelrnd 6400	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → (𝐶‘𝑘) ∈ ℂ)
38	28	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → 𝑥 ∈ ℂ)
39	38, 36	expcld 13048	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → (𝑥↑𝑘) ∈ ℂ)
40	37, 39	mulcld 10098	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → ((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) ∈ ℂ)
41		rpne0 11886	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ+ → 𝑥 ≠ 0)
42	41	adantl 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ≠ 0)
43	30	nn0zd 11518	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → 𝐷 ∈ ℤ)
44	43	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝐷 ∈ ℤ)
45	28, 42, 44	expne0d 13054	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑𝐷) ≠ 0)
46	26, 32, 40, 45	fsumdivc 14562	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (Σ𝑘 ∈ (0...𝐷)((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = Σ𝑘 ∈ (0...𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)))
47		fzodisj 12541	. . . . . . . 8 ⊢ ((0..^𝐷) ∩ (𝐷..^(𝐷 + 1))) = ∅
48		fzosn 12578	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐷 ∈ ℤ → (𝐷..^(𝐷 + 1)) = {𝐷})
49	48	ineq2d 3847	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐷 ∈ ℤ → ((0..^𝐷) ∩ (𝐷..^(𝐷 + 1))) = ((0..^𝐷) ∩ {𝐷}))
50	47, 49	syl5reqr 2700	. . . . . . 7 ⊢ (𝐷 ∈ ℤ → ((0..^𝐷) ∩ {𝐷}) = ∅)
51	44, 50	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → ((0..^𝐷) ∩ {𝐷}) = ∅)
52		fzval3 12576	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐷 ∈ ℤ → (0...𝐷) = (0..^(𝐷 + 1)))
53	43, 52	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (0...𝐷) = (0..^(𝐷 + 1)))
54		nn0uz 11760	. . . . . . . . . 10 ⊢ ℕ0 = (ℤ≥‘0)
55	30, 54	syl6eleq 2740	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → 𝐷 ∈ (ℤ≥‘0))
56		fzosplitsn 12616	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐷 ∈ (ℤ≥‘0) → (0..^(𝐷 + 1)) = ((0..^𝐷) ∪ {𝐷}))
57	55, 56	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (0..^(𝐷 + 1)) = ((0..^𝐷) ∪ {𝐷}))
58	53, 57	eqtrd 2685	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (0...𝐷) = ((0..^𝐷) ∪ {𝐷}))
59	58	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (0...𝐷) = ((0..^𝐷) ∪ {𝐷}))
60	32	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → (𝑥↑𝐷) ∈ ℂ)
61	42	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → 𝑥 ≠ 0)
62	44	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → 𝐷 ∈ ℤ)
63	38, 61, 62	expne0d 13054	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → (𝑥↑𝐷) ≠ 0)
64	40, 60, 63	divcld 10839	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑘 ∈ (0...𝐷)) → (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ ℂ)
65	51, 59, 26, 64	fsumsplit 14515	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → Σ𝑘 ∈ (0...𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = (Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) + Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))))
66	46, 65	eqtrd 2685	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (Σ𝑘 ∈ (0...𝐷)((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = (Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) + Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))))
67	66	mpteq2dva 4777	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (Σ𝑘 ∈ (0...𝐷)((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) + Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)))))
68	25, 67	eqtrd 2685	. 2 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝐹 ∘𝑓 / 𝐺) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) + Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)))))
69		sumex 14462	. . . . 5 ⊢ Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ V
70	69	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ V)
71		sumex 14462	. . . . 5 ⊢ Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ V
72	71	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ V)
73	12	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → ℝ+ ⊆ ℝ)
74		fzofi 12813	. . . . . . 7 ⊢ (0..^𝐷) ∈ Fin
75	74	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (0..^𝐷) ∈ Fin)
76		ovexd 6720	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ+ ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷))) → (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ V)
77	33	ad2antrr 762	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝐶:ℕ0⟶ℂ)
78		elfzonn0 12552	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝐷) → 𝑘 ∈ ℕ0)
79	78	ad2antlr 763	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑘 ∈ ℕ0)
80	77, 79	ffvelrnd 6400	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝐶‘𝑘) ∈ ℂ)
81	28	adantlr 751	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ∈ ℂ)
82	81, 79	expcld 13048	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑𝑘) ∈ ℂ)
83	32	adantlr 751	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑𝐷) ∈ ℂ)
84	41	adantl 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑥 ≠ 0)
85	44	adantlr 751	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝐷 ∈ ℤ)
86	81, 84, 85	expne0d 13054	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑𝐷) ≠ 0)
87	80, 82, 83, 86	divassd 10874	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = ((𝐶‘𝑘) · ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷))))
88	87	mpteq2dva 4777	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((𝐶‘𝑘) · ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷)))))
89		fvexd 6241	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝐶‘𝑘) ∈ V)
90		ovexd 6720	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷)) ∈ V)
91	33	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → 𝐶:ℕ0⟶ℂ)
92	78	adantl 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
93	91, 92	ffvelrnd 6400	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝐶‘𝑘) ∈ ℂ)
94		rlimconst 14319	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((ℝ+ ⊆ ℝ ∧ (𝐶‘𝑘) ∈ ℂ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (𝐶‘𝑘)) ⇝𝑟 (𝐶‘𝑘))
95	12, 93, 94	sylancr 696	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (𝐶‘𝑘)) ⇝𝑟 (𝐶‘𝑘))
96	79	nn0zd 11518	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑘 ∈ ℤ)
97	85, 96	zsubcld 11525	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝐷 − 𝑘) ∈ ℤ)
98	81, 84, 97	cxpexpzd 24502	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑𝑐(𝐷 − 𝑘)) = (𝑥↑(𝐷 − 𝑘)))
99	98	oveq2d 6706	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (1 / (𝑥↑𝑐(𝐷 − 𝑘))) = (1 / (𝑥↑(𝐷 − 𝑘))))
100	81, 84, 97	expnegd 13055	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑-(𝐷 − 𝑘)) = (1 / (𝑥↑(𝐷 − 𝑘))))
101	85	zcnd 11521	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝐷 ∈ ℂ)
102	79	nn0cnd 11391	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → 𝑘 ∈ ℂ)
103	101, 102	negsubdi2d 10446	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → -(𝐷 − 𝑘) = (𝑘 − 𝐷))
104	103	oveq2d 6706	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑-(𝐷 − 𝑘)) = (𝑥↑(𝑘 − 𝐷)))
105	99, 100, 104	3eqtr2d 2691	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (1 / (𝑥↑𝑐(𝐷 − 𝑘))) = (𝑥↑(𝑘 − 𝐷)))
106	81, 84, 85, 96	expsubd 13059	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑥↑(𝑘 − 𝐷)) = ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷)))
107	105, 106	eqtrd 2685	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (1 / (𝑥↑𝑐(𝐷 − 𝑘))) = ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷)))
108	107	mpteq2dva 4777	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (1 / (𝑥↑𝑐(𝐷 − 𝑘)))) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷))))
109	92	nn0red 11390	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → 𝑘 ∈ ℝ)
110	30	adantr 480	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → 𝐷 ∈ ℕ0)
111	110	nn0red 11390	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → 𝐷 ∈ ℝ)
112		elfzolt2 12518	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝐷) → 𝑘 < 𝐷)
113	112	adantl 481	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → 𝑘 < 𝐷)
114		difrp 11906	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) → (𝑘 < 𝐷 ↔ (𝐷 − 𝑘) ∈ ℝ+))
115	114	biimpa 500	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑘 ∈ ℝ ∧ 𝐷 ∈ ℝ) ∧ 𝑘 < 𝐷) → (𝐷 − 𝑘) ∈ ℝ+)
116	109, 111, 113, 115	syl21anc 1365	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝐷 − 𝑘) ∈ ℝ+)
117		cxplim 24743	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐷 − 𝑘) ∈ ℝ+ → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (1 / (𝑥↑𝑐(𝐷 − 𝑘)))) ⇝𝑟 0)
118	116, 117	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (1 / (𝑥↑𝑐(𝐷 − 𝑘)))) ⇝𝑟 0)
119	108, 118	eqbrtrrd 4709	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷))) ⇝𝑟 0)
120	89, 90, 95, 119	rlimmul 14419	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((𝐶‘𝑘) · ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷)))) ⇝𝑟 ((𝐶‘𝑘) · 0))
121	93	mul01d 10273	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → ((𝐶‘𝑘) · 0) = 0)
122	120, 121	breqtrd 4711	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ ((𝐶‘𝑘) · ((𝑥↑𝑘) / (𝑥↑𝐷)))) ⇝𝑟 0)
123	88, 122	eqbrtrd 4707	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑘 ∈ (0..^𝐷)) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))) ⇝𝑟 0)
124	73, 75, 76, 123	fsumrlim 14587	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))) ⇝𝑟 Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)0)
125	75	olcd 407	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → ((0..^𝐷) ⊆ (ℤ≥‘0) ∨ (0..^𝐷) ∈ Fin))
126		sumz 14497	. . . . . 6 ⊢ (((0..^𝐷) ⊆ (ℤ≥‘0) ∨ (0..^𝐷) ∈ Fin) → Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)0 = 0)
127	125, 126	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)0 = 0)
128	124, 127	breqtrd 4711	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))) ⇝𝑟 0)
129	33, 30	ffvelrnd 6400	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝐶‘𝐷) ∈ ℂ)
130	129	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝐶‘𝐷) ∈ ℂ)
131	130, 32	mulcld 10098	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → ((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)) ∈ ℂ)
132	131, 32, 45	divcld 10839	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ ℂ)
133		fveq2 6229	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 = 𝐷 → (𝐶‘𝑘) = (𝐶‘𝐷))
134		oveq2 6698	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 = 𝐷 → (𝑥↑𝑘) = (𝑥↑𝐷))
135	133, 134	oveq12d 6708	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 = 𝐷 → ((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) = ((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)))
136	135	oveq1d 6705	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 = 𝐷 → (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = (((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)) / (𝑥↑𝐷)))
137	136	sumsn 14519	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐷 ∈ ℕ0 ∧ (((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)) / (𝑥↑𝐷)) ∈ ℂ) → Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = (((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)) / (𝑥↑𝐷)))
138	31, 132, 137	syl2anc 694	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = (((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)) / (𝑥↑𝐷)))
139	130, 32, 45	divcan4d 10845	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (((𝐶‘𝐷) · (𝑥↑𝐷)) / (𝑥↑𝐷)) = (𝐶‘𝐷))
140	138, 139	eqtrd 2685	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) = (𝐶‘𝐷))
141	140	mpteq2dva 4777	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))) = (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (𝐶‘𝐷)))
142		rlimconst 14319	. . . . . 6 ⊢ ((ℝ+ ⊆ ℝ ∧ (𝐶‘𝐷) ∈ ℂ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (𝐶‘𝐷)) ⇝𝑟 (𝐶‘𝐷))
143	12, 129, 142	sylancr 696	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (𝐶‘𝐷)) ⇝𝑟 (𝐶‘𝐷))
144	141, 143	eqbrtrd 4707	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷))) ⇝𝑟 (𝐶‘𝐷))
145	70, 72, 128, 144	rlimadd 14417	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) + Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)))) ⇝𝑟 (0 + (𝐶‘𝐷)))
146	129	addid2d 10275	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (0 + (𝐶‘𝐷)) = (𝐶‘𝐷))
147		signsply0.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (𝐶‘𝐷)
148	146, 147	syl6eqr 2703	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (0 + (𝐶‘𝐷)) = 𝐵)
149	145, 148	breqtrd 4711	. 2 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ+ ↦ (Σ𝑘 ∈ (0..^𝐷)(((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)) + Σ𝑘 ∈ {𝐷} (((𝐶‘𝑘) · (𝑥↑𝑘)) / (𝑥↑𝐷)))) ⇝𝑟 𝐵)
150	68, 149	eqbrtrd 4707	1 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘ℝ) → (𝐹 ∘𝑓 / 𝐺) ⇝𝑟 𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ∨ wo 382   ∧ wa 383   = wceq 1523   ∈ wcel 2030   ≠ wne 2823  ∀wral 2941  Vcvv 3231   ∪ cun 3605   ∩ cin 3606   ⊆ wss 3607  ∅c0 3948  {csn 4210   class class class wbr 4685   ↦ cmpt 4762   Fn wfn 5921  ⟶wf 5922  ‘cfv 5926  (class class class)co 6690   ∘_𝑓 cof 6937  Fincfn 7997  ℂcc 9972  ℝcr 9973  0cc0 9974  1c1 9975   + caddc 9977   · cmul 9979   < clt 10112   − cmin 10304  -cneg 10305   / cdiv 10722  ℕ₀cn0 11330  ℤcz 11415  ℤ_≥cuz 11725  ℝ⁺crp 11870  ...cfz 12364  ..^cfzo 12504  ↑cexp 12900   ⇝_𝑟 crli 14260  Σcsu 14460  Polycply 23985  coeffccoe 23987  degcdgr 23988  ↑_𝑐ccxp 24347

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-inf2 8576  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052  ax-addf 10053  ax-mulf 10054

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-fal 1529  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-iin 4555  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-se 5103  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-isom 5935  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-of 6939  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-supp 7341  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-2o 7606  df-oadd 7609  df-er 7787  df-map 7901  df-pm 7902  df-ixp 7951  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-fsupp 8317  df-fi 8358  df-sup 8389  df-inf 8390  df-oi 8456  df-card 8803  df-cda 9028  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-9 11124  df-n0 11331  df-z 11416  df-dec 11532  df-uz 11726  df-q 11827  df-rp 11871  df-xneg 11984  df-xadd 11985  df-xmul 11986  df-ioo 12217  df-ioc 12218  df-ico 12219  df-icc 12220  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-fl 12633  df-mod 12709  df-seq 12842  df-exp 12901  df-fac 13101  df-bc 13130  df-hash 13158  df-shft 13851  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-limsup 14246  df-clim 14263  df-rlim 14264  df-sum 14461  df-ef 14842  df-sin 14844  df-cos 14845  df-pi 14847  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-sets 15911  df-ress 15912  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-starv 16003  df-sca 16004  df-vsca 16005  df-ip 16006  df-tset 16007  df-ple 16008  df-ds 16011  df-unif 16012  df-hom 16013  df-cco 16014  df-rest 16130  df-topn 16131  df-0g 16149  df-gsum 16150  df-topgen 16151  df-pt 16152  df-prds 16155  df-xrs 16209  df-qtop 16214  df-imas 16215  df-xps 16217  df-mre 16293  df-mrc 16294  df-acs 16296  df-mgm 17289  df-sgrp 17331  df-mnd 17342  df-submnd 17383  df-mulg 17588  df-cntz 17796  df-cmn 18241  df-psmet 19786  df-xmet 19787  df-met 19788  df-bl 19789  df-mopn 19790  df-fbas 19791  df-fg 19792  df-cnfld 19795  df-top 20747  df-topon 20764  df-topsp 20785  df-bases 20798  df-cld 20871  df-ntr 20872  df-cls 20873  df-nei 20950  df-lp 20988  df-perf 20989  df-cn 21079  df-cnp 21080  df-haus 21167  df-tx 21413  df-hmeo 21606  df-fil 21697  df-fm 21789  df-flim 21790  df-flf 21791  df-xms 22172  df-ms 22173  df-tms 22174  df-cncf 22728  df-0p 23482  df-limc 23675  df-dv 23676  df-ply 23989  df-coe 23991  df-dgr 23992  df-log 24348  df-cxp 24349

This theorem is referenced by:  signsply0  30756