Theorem cshwsidrepswmod0 16428

Description: If cyclically shifting a word of length being a prime number results in the word itself, the shift must be either by 0 (modulo the length of the word) or the word must be a "repeated symbol word". (Contributed by AV, 18-May-2018.) (Revised by AV, 10-Nov-2018.)

Assertion

Ref	Expression
cshwsidrepswmod0	⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → ((𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊 → ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊)))))

Proof of Theorem cshwsidrepswmod0

Step	Hyp	Ref	Expression
1		orc 863	. . 3 ⊢ ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 → ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))))
2	1	2a1d 26	. 2 ⊢ ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 → ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → ((𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊 → ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))))))
3		3simpa 1144	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ))
4	3	ad2antlr 725	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ))
5		simplr3 1213	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → 𝐿 ∈ ℤ)
6		simpll 765	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → (𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0)
7		simpr 487	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊)
8		cshwsidrepsw 16427	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) → ((𝐿 ∈ ℤ ∧ (𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))))
9	8	imp 409	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) ∧ (𝐿 ∈ ℤ ∧ (𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊)) → 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊)))
10	4, 5, 6, 7, 9	syl13anc 1368	. . . 4 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊)))
11	10	olcd 870	. . 3 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))))
12	11	exp31 422	. 2 ⊢ ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 → ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → ((𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊 → ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))))))
13	2, 12	pm2.61ine 3100	1 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → ((𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊 → ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊)))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 398   ∨ wo 843   ∧ w3a 1083   = wceq 1537   ∈ wcel 2114   ≠ wne 3016  ‘cfv 6355  (class class class)co 7156  0cc0 10537  ℤcz 11982   mod cmo 13238  ♯chash 13691  Word cword 13862   repeatS creps 14130   cyclShift ccsh 14150  ℙcprime 16015

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2793  ax-rep 5190  ax-sep 5203  ax-nul 5210  ax-pow 5266  ax-pr 5330  ax-un 7461  ax-cnex 10593  ax-resscn 10594  ax-1cn 10595  ax-icn 10596  ax-addcl 10597  ax-addrcl 10598  ax-mulcl 10599  ax-mulrcl 10600  ax-mulcom 10601  ax-addass 10602  ax-mulass 10603  ax-distr 10604  ax-i2m1 10605  ax-1ne0 10606  ax-1rid 10607  ax-rnegex 10608  ax-rrecex 10609  ax-cnre 10610  ax-pre-lttri 10611  ax-pre-lttrn 10612  ax-pre-ltadd 10613  ax-pre-mulgt0 10614  ax-pre-sup 10615

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4839  df-int 4877  df-iun 4921  df-br 5067  df-opab 5129  df-mpt 5147  df-tr 5173  df-id 5460  df-eprel 5465  df-po 5474  df-so 5475  df-fr 5514  df-we 5516  df-xp 5561  df-rel 5562  df-cnv 5563  df-co 5564  df-dm 5565  df-rn 5566  df-res 5567  df-ima 5568  df-pred 6148  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6314  df-fun 6357  df-fn 6358  df-f 6359  df-f1 6360  df-fo 6361  df-f1o 6362  df-fv 6363  df-riota 7114  df-ov 7159  df-oprab 7160  df-mpo 7161  df-om 7581  df-1st 7689  df-2nd 7690  df-wrecs 7947  df-recs 8008  df-rdg 8046  df-1o 8102  df-2o 8103  df-oadd 8106  df-er 8289  df-map 8408  df-en 8510  df-dom 8511  df-sdom 8512  df-fin 8513  df-sup 8906  df-inf 8907  df-dju 9330  df-card 9368  df-pnf 10677  df-mnf 10678  df-xr 10679  df-ltxr 10680  df-le 10681  df-sub 10872  df-neg 10873  df-div 11298  df-nn 11639  df-2 11701  df-3 11702  df-n0 11899  df-xnn0 11969  df-z 11983  df-uz 12245  df-rp 12391  df-fz 12894  df-fzo 13035  df-fl 13163  df-mod 13239  df-seq 13371  df-exp 13431  df-hash 13692  df-word 13863  df-concat 13923  df-substr 14003  df-pfx 14033  df-reps 14131  df-csh 14151  df-cj 14458  df-re 14459  df-im 14460  df-sqrt 14594  df-abs 14595  df-dvds 15608  df-gcd 15844  df-prm 16016  df-phi 16103

This theorem is referenced by:  cshwshashlem1  16429