Theorem dgrlt 24022

Description: Two ways to say that the degree of 𝐹 is strictly less than 𝑁. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Jul-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
dgreq0.1	⊢ 𝑁 = (deg‘𝐹)
dgreq0.2	⊢ 𝐴 = (coeff‘𝐹)

Assertion

Ref	Expression
dgrlt	⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝐹 = 0𝑝 ∨ 𝑁 < 𝑀) ↔ (𝑁 ≤ 𝑀 ∧ (𝐴‘𝑀) = 0)))

Proof of Theorem dgrlt

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 477	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝐹 = 0𝑝) → 𝐹 = 0𝑝)
2	1	fveq2d 6195	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝐹 = 0𝑝) → (deg‘𝐹) = (deg‘0𝑝))
3		dgreq0.1	. . . . . 6 ⊢ 𝑁 = (deg‘𝐹)
4		dgr0 24018	. . . . . . 7 ⊢ (deg‘0𝑝) = 0
5	4	eqcomi 2631	. . . . . 6 ⊢ 0 = (deg‘0𝑝)
6	2, 3, 5	3eqtr4g 2681	. . . . 5 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝐹 = 0𝑝) → 𝑁 = 0)
7		nn0ge0 11318	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ0 → 0 ≤ 𝑀)
8	7	ad2antlr 763	. . . . 5 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝐹 = 0𝑝) → 0 ≤ 𝑀)
9	6, 8	eqbrtrd 4675	. . . 4 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝐹 = 0𝑝) → 𝑁 ≤ 𝑀)
10	1	fveq2d 6195	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝐹 = 0𝑝) → (coeff‘𝐹) = (coeff‘0𝑝))
11		dgreq0.2	. . . . . . 7 ⊢ 𝐴 = (coeff‘𝐹)
12		coe0 24012	. . . . . . . 8 ⊢ (coeff‘0𝑝) = (ℕ0 × {0})
13	12	eqcomi 2631	. . . . . . 7 ⊢ (ℕ0 × {0}) = (coeff‘0𝑝)
14	10, 11, 13	3eqtr4g 2681	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝐹 = 0𝑝) → 𝐴 = (ℕ0 × {0}))
15	14	fveq1d 6193	. . . . 5 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝐹 = 0𝑝) → (𝐴‘𝑀) = ((ℕ0 × {0})‘𝑀))
16		c0ex 10034	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ V
17	16	fvconst2 6469	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ0 → ((ℕ0 × {0})‘𝑀) = 0)
18	17	ad2antlr 763	. . . . 5 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝐹 = 0𝑝) → ((ℕ0 × {0})‘𝑀) = 0)
19	15, 18	eqtrd 2656	. . . 4 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝐹 = 0𝑝) → (𝐴‘𝑀) = 0)
20	9, 19	jca 554	. . 3 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝐹 = 0𝑝) → (𝑁 ≤ 𝑀 ∧ (𝐴‘𝑀) = 0))
21		dgrcl 23989	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → (deg‘𝐹) ∈ ℕ0)
22	3, 21	syl5eqel 2705	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → 𝑁 ∈ ℕ0)
23	22	nn0red 11352	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → 𝑁 ∈ ℝ)
24		nn0re 11301	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ0 → 𝑀 ∈ ℝ)
25		ltle 10126	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ) → (𝑁 < 𝑀 → 𝑁 ≤ 𝑀))
26	23, 24, 25	syl2an 494	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝑀 → 𝑁 ≤ 𝑀))
27	26	imp 445	. . . 4 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑀) → 𝑁 ≤ 𝑀)
28	11, 3	dgrub 23990	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴‘𝑀) ≠ 0) → 𝑀 ≤ 𝑁)
29	28	3expia 1267	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝐴‘𝑀) ≠ 0 → 𝑀 ≤ 𝑁))
30		lenlt 10116	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (𝑀 ≤ 𝑁 ↔ ¬ 𝑁 < 𝑀))
31	24, 23, 30	syl2anr 495	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑀 ≤ 𝑁 ↔ ¬ 𝑁 < 𝑀))
32	29, 31	sylibd 229	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝐴‘𝑀) ≠ 0 → ¬ 𝑁 < 𝑀))
33	32	necon4ad 2813	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑁 < 𝑀 → (𝐴‘𝑀) = 0))
34	33	imp 445	. . . 4 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑀) → (𝐴‘𝑀) = 0)
35	27, 34	jca 554	. . 3 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 < 𝑀) → (𝑁 ≤ 𝑀 ∧ (𝐴‘𝑀) = 0))
36	20, 35	jaodan 826	. 2 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝐹 = 0𝑝 ∨ 𝑁 < 𝑀)) → (𝑁 ≤ 𝑀 ∧ (𝐴‘𝑀) = 0))
37		leloe 10124	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ) → (𝑁 ≤ 𝑀 ↔ (𝑁 < 𝑀 ∨ 𝑁 = 𝑀)))
38	23, 24, 37	syl2an 494	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑁 ≤ 𝑀 ↔ (𝑁 < 𝑀 ∨ 𝑁 = 𝑀)))
39	38	biimpa 501	. . . . 5 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝑁 ≤ 𝑀) → (𝑁 < 𝑀 ∨ 𝑁 = 𝑀))
40	39	adantrr 753	. . . 4 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑁 ≤ 𝑀 ∧ (𝐴‘𝑀) = 0)) → (𝑁 < 𝑀 ∨ 𝑁 = 𝑀))
41		fveq2 6191	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 = 𝑀 → (𝐴‘𝑁) = (𝐴‘𝑀))
42	3, 11	dgreq0 24021	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) → (𝐹 = 0𝑝 ↔ (𝐴‘𝑁) = 0))
43	42	ad2antrr 762	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑁 ≤ 𝑀 ∧ (𝐴‘𝑀) = 0)) → (𝐹 = 0𝑝 ↔ (𝐴‘𝑁) = 0))
44		simprr 796	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑁 ≤ 𝑀 ∧ (𝐴‘𝑀) = 0)) → (𝐴‘𝑀) = 0)
45	44	eqeq2d 2632	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑁 ≤ 𝑀 ∧ (𝐴‘𝑀) = 0)) → ((𝐴‘𝑁) = (𝐴‘𝑀) ↔ (𝐴‘𝑁) = 0))
46	43, 45	bitr4d 271	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑁 ≤ 𝑀 ∧ (𝐴‘𝑀) = 0)) → (𝐹 = 0𝑝 ↔ (𝐴‘𝑁) = (𝐴‘𝑀)))
47	41, 46	syl5ibr 236	. . . . 5 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑁 ≤ 𝑀 ∧ (𝐴‘𝑀) = 0)) → (𝑁 = 𝑀 → 𝐹 = 0𝑝))
48	47	orim2d 885	. . . 4 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑁 ≤ 𝑀 ∧ (𝐴‘𝑀) = 0)) → ((𝑁 < 𝑀 ∨ 𝑁 = 𝑀) → (𝑁 < 𝑀 ∨ 𝐹 = 0𝑝)))
49	40, 48	mpd 15	. . 3 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑁 ≤ 𝑀 ∧ (𝐴‘𝑀) = 0)) → (𝑁 < 𝑀 ∨ 𝐹 = 0𝑝))
50	49	orcomd 403	. 2 ⊢ (((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑁 ≤ 𝑀 ∧ (𝐴‘𝑀) = 0)) → (𝐹 = 0𝑝 ∨ 𝑁 < 𝑀))
51	36, 50	impbida 877	1 ⊢ ((𝐹 ∈ (Poly‘𝑆) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝐹 = 0𝑝 ∨ 𝑁 < 𝑀) ↔ (𝑁 ≤ 𝑀 ∧ (𝐴‘𝑀) = 0)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 196   ∨ wo 383   ∧ wa 384   = wceq 1483   ∈ wcel 1990   ≠ wne 2794  {csn 4177   class class class wbr 4653   × cxp 5112  ‘cfv 5888  ℝcr 9935  0cc0 9936   < clt 10074   ≤ cle 10075  ℕ₀cn0 11292  0_𝑝c0p 23436  Polycply 23940  coeffccoe 23942  degcdgr 23943

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-inf2 8538  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014  ax-addf 10015

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-fal 1489  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-se 5074  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-isom 5897  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-of 6897  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-oadd 7564  df-er 7742  df-map 7859  df-pm 7860  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-sup 8348  df-inf 8349  df-oi 8415  df-card 8765  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-div 10685  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-rp 11833  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-fl 12593  df-seq 12802  df-exp 12861  df-hash 13118  df-cj 13839  df-re 13840  df-im 13841  df-sqrt 13975  df-abs 13976  df-clim 14219  df-rlim 14220  df-sum 14417  df-0p 23437  df-ply 23944  df-coe 23946  df-dgr 23947

This theorem is referenced by:  dgrcolem2  24030  plydivlem4  24051  plydiveu  24053  dgrsub2  37705  elaa2lem  40450