Theorem modaddmodlo 13306

Description: The sum of an integer modulo a positive integer and another integer equals the sum of the two integers modulo the positive integer if the other integer is in the lower part of the range between 0 and the positive integer. (Contributed by AV, 30-Oct-2018.)

Assertion

Ref	Expression
modaddmodlo	⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀))) → (𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)) = ((𝐵 + 𝐴) mod 𝑀)))

Proof of Theorem modaddmodlo

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elfzoelz 13041	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀))) → 𝐵 ∈ ℤ)
2	1	zred 12090	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀))) → 𝐵 ∈ ℝ)
3	2	adantr 483	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀))) ∧ (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ)) → 𝐵 ∈ ℝ)
4		zmodcl 13262	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℕ0)
5	4	nn0red 11959	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℝ)
6	5	adantl 484	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀))) ∧ (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ)) → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℝ)
7	3, 6	readdcld 10672	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀))) ∧ (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ)) → (𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)) ∈ ℝ)
8	7	ancoms 461	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → (𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)) ∈ ℝ)
9		nnrp 12403	. . . . 5 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ ℝ+)
10	9	ad2antlr 725	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → 𝑀 ∈ ℝ+)
11	2	adantl 484	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → 𝐵 ∈ ℝ)
12	5	adantr 483	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℝ)
13		elfzole1 13049	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀))) → 0 ≤ 𝐵)
14	13	adantl 484	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → 0 ≤ 𝐵)
15	4	nn0ge0d 11961	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 0 ≤ (𝐴 mod 𝑀))
16	15	adantr 483	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → 0 ≤ (𝐴 mod 𝑀))
17	11, 12, 14, 16	addge0d 11218	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → 0 ≤ (𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)))
18		elfzolt2 13050	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀))) → 𝐵 < (𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))
19	18	adantl 484	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → 𝐵 < (𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))
20		nnre 11647	. . . . . . 7 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ ℝ)
21	20	ad2antlr 725	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → 𝑀 ∈ ℝ)
22	11, 12, 21	ltaddsubd 11242	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → ((𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)) < 𝑀 ↔ 𝐵 < (𝑀 − (𝐴 mod 𝑀))))
23	19, 22	mpbird 259	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → (𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)) < 𝑀)
24		modid 13267	. . . 4 ⊢ ((((𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)) ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (0 ≤ (𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)) ∧ (𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)) < 𝑀)) → ((𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)) mod 𝑀) = (𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)))
25	8, 10, 17, 23, 24	syl22anc 836	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → ((𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)) mod 𝑀) = (𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)))
26		zre 11988	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈ ℝ)
27	26	adantr 483	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℝ)
28	27	adantr 483	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → 𝐴 ∈ ℝ)
29		modadd2mod 13292	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → ((𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)) mod 𝑀) = ((𝐵 + 𝐴) mod 𝑀))
30	28, 11, 10, 29	syl3anc 1367	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → ((𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)) mod 𝑀) = ((𝐵 + 𝐴) mod 𝑀))
31	25, 30	eqtr3d 2860	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) ∧ 𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀)))) → (𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)) = ((𝐵 + 𝐴) mod 𝑀))
32	31	ex 415	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝐵 ∈ (0..^(𝑀 − (𝐴 mod 𝑀))) → (𝐵 + (𝐴 mod 𝑀)) = ((𝐵 + 𝐴) mod 𝑀)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 398   = wceq 1537   ∈ wcel 2114   class class class wbr 5068  (class class class)co 7158  ℝcr 10538  0cc0 10539   + caddc 10542   < clt 10677   ≤ cle 10678   − cmin 10872  ℕcn 11640  ℤcz 11984  ℝ⁺crp 12392  ..^cfzo 13036   mod cmo 13240

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 2795  ax-sep 5205  ax-nul 5212  ax-pow 5268  ax-pr 5332  ax-un 7463  ax-cnex 10595  ax-resscn 10596  ax-1cn 10597  ax-icn 10598  ax-addcl 10599  ax-addrcl 10600  ax-mulcl 10601  ax-mulrcl 10602  ax-mulcom 10603  ax-addass 10604  ax-mulass 10605  ax-distr 10606  ax-i2m1 10607  ax-1ne0 10608  ax-1rid 10609  ax-rnegex 10610  ax-rrecex 10611  ax-cnre 10612  ax-pre-lttri 10613  ax-pre-lttrn 10614  ax-pre-ltadd 10615  ax-pre-mulgt0 10616  ax-pre-sup 10617

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 2802  df-cleq 2816  df-clel 2895  df-nfc 2965  df-ne 3019  df-nel 3126  df-ral 3145  df-rex 3146  df-reu 3147  df-rmo 3148  df-rab 3149  df-v 3498  df-sbc 3775  df-csb 3886  df-dif 3941  df-un 3943  df-in 3945  df-ss 3954  df-pss 3956  df-nul 4294  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4570  df-pr 4572  df-tp 4574  df-op 4576  df-uni 4841  df-iun 4923  df-br 5069  df-opab 5131  df-mpt 5149  df-tr 5175  df-id 5462  df-eprel 5467  df-po 5476  df-so 5477  df-fr 5516  df-we 5518  df-xp 5563  df-rel 5564  df-cnv 5565  df-co 5566  df-dm 5567  df-rn 5568  df-res 5569  df-ima 5570  df-pred 6150  df-ord 6196  df-on 6197  df-lim 6198  df-suc 6199  df-iota 6316  df-fun 6359  df-fn 6360  df-f 6361  df-f1 6362  df-fo 6363  df-f1o 6364  df-fv 6365  df-riota 7116  df-ov 7161  df-oprab 7162  df-mpo 7163  df-om 7583  df-1st 7691  df-2nd 7692  df-wrecs 7949  df-recs 8010  df-rdg 8048  df-er 8291  df-en 8512  df-dom 8513  df-sdom 8514  df-sup 8908  df-inf 8909  df-pnf 10679  df-mnf 10680  df-xr 10681  df-ltxr 10682  df-le 10683  df-sub 10874  df-neg 10875  df-div 11300  df-nn 11641  df-n0 11901  df-z 11985  df-uz 12247  df-rp 12393  df-fz 12896  df-fzo 13037  df-fl 13165  df-mod 13241

This theorem is referenced by:  cshwidxmod  14167