Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  mod42tp1mod8 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mod42tp1mod8 40839
Description: If a number is 3 modulo 4, twice the number plus 1 is 7 modulo 8. (Contributed by AV, 19-Aug-2021.)
Assertion
Ref Expression
mod42tp1mod8 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑁 mod 4) = 3) → (((2 · 𝑁) + 1) mod 8) = 7)

Proof of Theorem mod42tp1mod8
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 4nn 11138 . . . . 5 4 ∈ ℕ
21a1i 11 . . . 4 (𝑁 ∈ ℤ → 4 ∈ ℕ)
3 3nn0 11261 . . . . . 6 3 ∈ ℕ0
43a1i 11 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℤ → 3 ∈ ℕ0)
5 3lt4 11148 . . . . 5 3 < 4
64, 5jctir 560 . . . 4 (𝑁 ∈ ℤ → (3 ∈ ℕ0 ∧ 3 < 4))
7 modremain 15063 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 4 ∈ ℕ ∧ (3 ∈ ℕ0 ∧ 3 < 4)) → ((𝑁 mod 4) = 3 ↔ ∃𝑧 ∈ ℤ ((𝑧 · 4) + 3) = 𝑁))
82, 6, 7mpd3an23 1423 . . 3 (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑁 mod 4) = 3 ↔ ∃𝑧 ∈ ℤ ((𝑧 · 4) + 3) = 𝑁))
9 2cnd 11044 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 2 ∈ ℂ)
10 simpr 477 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑧 ∈ ℤ)
11 4z 11362 . . . . . . . . . . . . . 14 4 ∈ ℤ
1211a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 4 ∈ ℤ)
1310, 12zmulcld 11439 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑧 · 4) ∈ ℤ)
1413zcnd 11434 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑧 · 4) ∈ ℂ)
15 3cn 11046 . . . . . . . . . . . 12 3 ∈ ℂ
1615a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 3 ∈ ℂ)
179, 14, 16adddid 10015 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (2 · ((𝑧 · 4) + 3)) = ((2 · (𝑧 · 4)) + (2 · 3)))
1810zcnd 11434 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑧 ∈ ℂ)
19 4cn 11049 . . . . . . . . . . . . . 14 4 ∈ ℂ
2019a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 4 ∈ ℂ)
219, 18, 20mul12d 10196 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (2 · (𝑧 · 4)) = (𝑧 · (2 · 4)))
22 2cn 11042 . . . . . . . . . . . . . 14 2 ∈ ℂ
23 4t2e8 11132 . . . . . . . . . . . . . 14 (4 · 2) = 8
2419, 22, 23mulcomli 9998 . . . . . . . . . . . . 13 (2 · 4) = 8
2524oveq2i 6621 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 · (2 · 4)) = (𝑧 · 8)
2621, 25syl6eq 2671 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (2 · (𝑧 · 4)) = (𝑧 · 8))
27 3t2e6 11130 . . . . . . . . . . . . 13 (3 · 2) = 6
2815, 22, 27mulcomli 9998 . . . . . . . . . . . 12 (2 · 3) = 6
2928a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (2 · 3) = 6)
3026, 29oveq12d 6628 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((2 · (𝑧 · 4)) + (2 · 3)) = ((𝑧 · 8) + 6))
3117, 30eqtrd 2655 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (2 · ((𝑧 · 4) + 3)) = ((𝑧 · 8) + 6))
3231oveq1d 6625 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((2 · ((𝑧 · 4) + 3)) + 1) = (((𝑧 · 8) + 6) + 1))
33 id 22 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 ∈ ℤ → 𝑧 ∈ ℤ)
34 8nn 11142 . . . . . . . . . . . . . . 15 8 ∈ ℕ
3534nnzi 11352 . . . . . . . . . . . . . 14 8 ∈ ℤ
3635a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 ∈ ℤ → 8 ∈ ℤ)
3733, 36zmulcld 11439 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 ∈ ℤ → (𝑧 · 8) ∈ ℤ)
3837zcnd 11434 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ ℤ → (𝑧 · 8) ∈ ℂ)
39 6cn 11053 . . . . . . . . . . . 12 6 ∈ ℂ
4039a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ ℤ → 6 ∈ ℂ)
41 1cnd 10007 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ ℤ → 1 ∈ ℂ)
4238, 40, 41addassd 10013 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ ℤ → (((𝑧 · 8) + 6) + 1) = ((𝑧 · 8) + (6 + 1)))
43 6p1e7 11107 . . . . . . . . . . . 12 (6 + 1) = 7
4443a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ ℤ → (6 + 1) = 7)
4544oveq2d 6626 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ ℤ → ((𝑧 · 8) + (6 + 1)) = ((𝑧 · 8) + 7))
4642, 45eqtrd 2655 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ ℤ → (((𝑧 · 8) + 6) + 1) = ((𝑧 · 8) + 7))
4746adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (((𝑧 · 8) + 6) + 1) = ((𝑧 · 8) + 7))
4832, 47eqtrd 2655 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((2 · ((𝑧 · 4) + 3)) + 1) = ((𝑧 · 8) + 7))
4948oveq1d 6625 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (((2 · ((𝑧 · 4) + 3)) + 1) mod 8) = (((𝑧 · 8) + 7) mod 8))
50 nnrp 11793 . . . . . . . . 9 (8 ∈ ℕ → 8 ∈ ℝ+)
5134, 50mp1i 13 . . . . . . . 8 (𝑧 ∈ ℤ → 8 ∈ ℝ+)
52 0xr 10037 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ*
5352a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ ℤ → 0 ∈ ℝ*)
54 8re 11056 . . . . . . . . . . 11 8 ∈ ℝ
5554rexri 10048 . . . . . . . . . 10 8 ∈ ℝ*
5655a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ ℤ → 8 ∈ ℝ*)
57 7re 11054 . . . . . . . . . . 11 7 ∈ ℝ
5857rexri 10048 . . . . . . . . . 10 7 ∈ ℝ*
5958a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ ℤ → 7 ∈ ℝ*)
60 0re 9991 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℝ
61 7pos 11071 . . . . . . . . . . 11 0 < 7
6260, 57, 61ltleii 10111 . . . . . . . . . 10 0 ≤ 7
6362a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ ℤ → 0 ≤ 7)
64 7lt8 11166 . . . . . . . . . 10 7 < 8
6564a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑧 ∈ ℤ → 7 < 8)
6653, 56, 59, 63, 65elicod 12173 . . . . . . . 8 (𝑧 ∈ ℤ → 7 ∈ (0[,)8))
67 muladdmodid 12657 . . . . . . . 8 ((𝑧 ∈ ℤ ∧ 8 ∈ ℝ+ ∧ 7 ∈ (0[,)8)) → (((𝑧 · 8) + 7) mod 8) = 7)
6851, 66, 67mpd3an23 1423 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ ℤ → (((𝑧 · 8) + 7) mod 8) = 7)
6968adantl 482 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (((𝑧 · 8) + 7) mod 8) = 7)
7049, 69eqtrd 2655 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (((2 · ((𝑧 · 4) + 3)) + 1) mod 8) = 7)
71 oveq2 6618 . . . . . . . 8 (((𝑧 · 4) + 3) = 𝑁 → (2 · ((𝑧 · 4) + 3)) = (2 · 𝑁))
7271oveq1d 6625 . . . . . . 7 (((𝑧 · 4) + 3) = 𝑁 → ((2 · ((𝑧 · 4) + 3)) + 1) = ((2 · 𝑁) + 1))
7372oveq1d 6625 . . . . . 6 (((𝑧 · 4) + 3) = 𝑁 → (((2 · ((𝑧 · 4) + 3)) + 1) mod 8) = (((2 · 𝑁) + 1) mod 8))
7473eqeq1d 2623 . . . . 5 (((𝑧 · 4) + 3) = 𝑁 → ((((2 · ((𝑧 · 4) + 3)) + 1) mod 8) = 7 ↔ (((2 · 𝑁) + 1) mod 8) = 7))
7570, 74syl5ibcom 235 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (((𝑧 · 4) + 3) = 𝑁 → (((2 · 𝑁) + 1) mod 8) = 7))
7675rexlimdva 3025 . . 3 (𝑁 ∈ ℤ → (∃𝑧 ∈ ℤ ((𝑧 · 4) + 3) = 𝑁 → (((2 · 𝑁) + 1) mod 8) = 7))
778, 76sylbid 230 . 2 (𝑁 ∈ ℤ → ((𝑁 mod 4) = 3 → (((2 · 𝑁) + 1) mod 8) = 7))
7877imp 445 1 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑁 mod 4) = 3) → (((2 · 𝑁) + 1) mod 8) = 7)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987  wrex 2908   class class class wbr 4618  (class class class)co 6610  cc 9885  0cc0 9887  1c1 9888   + caddc 9890   · cmul 9892  *cxr 10024   < clt 10025  cle 10026  cn 10971  2c2 11021  3c3 11022  4c4 11023  6c6 11025  7c7 11026  8c8 11027  0cn0 11243  cz 11328  +crp 11783  [,)cico 12126   mod cmo 12615
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6909  ax-cnex 9943  ax-resscn 9944  ax-1cn 9945  ax-icn 9946  ax-addcl 9947  ax-addrcl 9948  ax-mulcl 9949  ax-mulrcl 9950  ax-mulcom 9951  ax-addass 9952  ax-mulass 9953  ax-distr 9954  ax-i2m1 9955  ax-1ne0 9956  ax-1rid 9957  ax-rnegex 9958  ax-rrecex 9959  ax-cnre 9960  ax-pre-lttri 9961  ax-pre-lttrn 9962  ax-pre-ltadd 9963  ax-pre-mulgt0 9964  ax-pre-sup 9965
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3191  df-sbc 3422  df-csb 3519  df-dif 3562  df-un 3564  df-in 3566  df-ss 3573  df-pss 3575  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5644  df-ord 5690  df-on 5691  df-lim 5692  df-suc 5693  df-iota 5815  df-fun 5854  df-fn 5855  df-f 5856  df-f1 5857  df-fo 5858  df-f1o 5859  df-fv 5860  df-riota 6571  df-ov 6613  df-oprab 6614  df-mpt2 6615  df-om 7020  df-1st 7120  df-2nd 7121  df-wrecs 7359  df-recs 7420  df-rdg 7458  df-er 7694  df-en 7907  df-dom 7908  df-sdom 7909  df-sup 8299  df-inf 8300  df-pnf 10027  df-mnf 10028  df-xr 10029  df-ltxr 10030  df-le 10031  df-sub 10219  df-neg 10220  df-div 10636  df-nn 10972  df-2 11030  df-3 11031  df-4 11032  df-5 11033  df-6 11034  df-7 11035  df-8 11036  df-n0 11244  df-z 11329  df-uz 11639  df-rp 11784  df-ico 12130  df-fz 12276  df-fl 12540  df-mod 12616  df-seq 12749  df-exp 12808  df-cj 13780  df-re 13781  df-im 13782  df-sqrt 13916  df-abs 13917  df-dvds 14915
This theorem is referenced by:  sgprmdvdsmersenne  40841
  Copyright terms: Public domain W3C validator