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Theorem odmodnn0 17880
Description: Reduce the argument of a group multiple by modding out the order of the element. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
odcl.1 𝑋 = (Base‘𝐺)
odcl.2 𝑂 = (od‘𝐺)
odid.3 · = (.g𝐺)
odid.4 0 = (0g𝐺)
Assertion
Ref Expression
odmodnn0 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))

Proof of Theorem odmodnn0
StepHypRef Expression
1 simpl1 1062 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 𝐺 ∈ Mnd)
2 nnnn0 11243 . . . . . 6 ((𝑂𝐴) ∈ ℕ → (𝑂𝐴) ∈ ℕ0)
32adantl 482 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑂𝐴) ∈ ℕ0)
4 simpl3 1064 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℕ0)
54nn0red 11296 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℝ)
6 nnrp 11786 . . . . . . . 8 ((𝑂𝐴) ∈ ℕ → (𝑂𝐴) ∈ ℝ+)
76adantl 482 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑂𝐴) ∈ ℝ+)
85, 7rerpdivcld 11847 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑁 / (𝑂𝐴)) ∈ ℝ)
94nn0ge0d 11298 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 0 ≤ 𝑁)
10 nnre 10971 . . . . . . . 8 ((𝑂𝐴) ∈ ℕ → (𝑂𝐴) ∈ ℝ)
1110adantl 482 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑂𝐴) ∈ ℝ)
12 nngt0 10993 . . . . . . . 8 ((𝑂𝐴) ∈ ℕ → 0 < (𝑂𝐴))
1312adantl 482 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 0 < (𝑂𝐴))
14 divge0 10836 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑁) ∧ ((𝑂𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑂𝐴))) → 0 ≤ (𝑁 / (𝑂𝐴)))
155, 9, 11, 13, 14syl22anc 1324 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 0 ≤ (𝑁 / (𝑂𝐴)))
16 flge0nn0 12561 . . . . . 6 (((𝑁 / (𝑂𝐴)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝑁 / (𝑂𝐴))) → (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) ∈ ℕ0)
178, 15, 16syl2anc 692 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) ∈ ℕ0)
183, 17nn0mulcld 11300 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) ∈ ℕ0)
194nn0zd 11424 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℤ)
20 zmodcl 12630 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑁 mod (𝑂𝐴)) ∈ ℕ0)
2119, 20sylancom 700 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑁 mod (𝑂𝐴)) ∈ ℕ0)
22 simpl2 1063 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 𝐴𝑋)
23 odcl.1 . . . . 5 𝑋 = (Base‘𝐺)
24 odid.3 . . . . 5 · = (.g𝐺)
25 eqid 2621 . . . . 5 (+g𝐺) = (+g𝐺)
2623, 24, 25mulgnn0dir 17492 . . . 4 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ (((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) ∈ ℕ0 ∧ (𝑁 mod (𝑂𝐴)) ∈ ℕ0𝐴𝑋)) → ((((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 mod (𝑂𝐴))) · 𝐴) = ((((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) · 𝐴)(+g𝐺)((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴)))
271, 18, 21, 22, 26syl13anc 1325 . . 3 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 mod (𝑂𝐴))) · 𝐴) = ((((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) · 𝐴)(+g𝐺)((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴)))
2811recnd 10012 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑂𝐴) ∈ ℂ)
2917nn0cnd 11297 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) ∈ ℂ)
3028, 29mulcomd 10005 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) = ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · (𝑂𝐴)))
3130oveq1d 6619 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) · 𝐴) = (((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · (𝑂𝐴)) · 𝐴))
3223, 24mulgnn0ass 17499 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) ∈ ℕ0 ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ0𝐴𝑋)) → (((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · (𝑂𝐴)) · 𝐴) = ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · ((𝑂𝐴) · 𝐴)))
331, 17, 3, 22, 32syl13anc 1325 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · (𝑂𝐴)) · 𝐴) = ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · ((𝑂𝐴) · 𝐴)))
34 odcl.2 . . . . . . . . . 10 𝑂 = (od‘𝐺)
35 odid.4 . . . . . . . . . 10 0 = (0g𝐺)
3623, 34, 24, 35odid 17878 . . . . . . . . 9 (𝐴𝑋 → ((𝑂𝐴) · 𝐴) = 0 )
3722, 36syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑂𝐴) · 𝐴) = 0 )
3837oveq2d 6620 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · ((𝑂𝐴) · 𝐴)) = ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · 0 ))
3923, 24, 35mulgnn0z 17488 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) ∈ ℕ0) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · 0 ) = 0 )
401, 17, 39syl2anc 692 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · 0 ) = 0 )
4138, 40eqtrd 2655 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · ((𝑂𝐴) · 𝐴)) = 0 )
4233, 41eqtrd 2655 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · (𝑂𝐴)) · 𝐴) = 0 )
4331, 42eqtrd 2655 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) · 𝐴) = 0 )
4443oveq1d 6619 . . 3 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) · 𝐴)(+g𝐺)((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴)) = ( 0 (+g𝐺)((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴)))
4527, 44eqtrd 2655 . 2 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 mod (𝑂𝐴))) · 𝐴) = ( 0 (+g𝐺)((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴)))
46 modval 12610 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℝ+) → (𝑁 mod (𝑂𝐴)) = (𝑁 − ((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))))))
475, 7, 46syl2anc 692 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑁 mod (𝑂𝐴)) = (𝑁 − ((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))))))
4847oveq2d 6620 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 mod (𝑂𝐴))) = (((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 − ((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))))))
4918nn0cnd 11297 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) ∈ ℂ)
504nn0cnd 11297 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℂ)
5149, 50pncan3d 10339 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 − ((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))))) = 𝑁)
5248, 51eqtrd 2655 . . 3 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 mod (𝑂𝐴))) = 𝑁)
5352oveq1d 6619 . 2 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 mod (𝑂𝐴))) · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))
5423, 24mulgnn0cl 17479 . . . 4 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ (𝑁 mod (𝑂𝐴)) ∈ ℕ0𝐴𝑋) → ((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴) ∈ 𝑋)
551, 21, 22, 54syl3anc 1323 . . 3 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴) ∈ 𝑋)
5623, 25, 35mndlid 17232 . . 3 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ ((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴) ∈ 𝑋) → ( 0 (+g𝐺)((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴)) = ((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴))
571, 55, 56syl2anc 692 . 2 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ( 0 (+g𝐺)((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴)) = ((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴))
5845, 53, 573eqtr3rd 2664 1 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1987   class class class wbr 4613  cfv 5847  (class class class)co 6604  cr 9879  0cc0 9880   + caddc 9883   · cmul 9885   < clt 10018  cle 10019  cmin 10210   / cdiv 10628  cn 10964  0cn0 11236  cz 11321  +crp 11776  cfl 12531   mod cmo 12608  Basecbs 15781  +gcplusg 15862  0gc0g 16021  Mndcmnd 17215  .gcmg 17461  odcod 17865
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-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-inf2 8482  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957  ax-pre-sup 9958
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 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-iun 4487  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-er 7687  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-sup 8292  df-inf 8293  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-div 10629  df-nn 10965  df-n0 11237  df-z 11322  df-uz 11632  df-rp 11777  df-fz 12269  df-fl 12533  df-mod 12609  df-seq 12742  df-0g 16023  df-mgm 17163  df-sgrp 17205  df-mnd 17216  df-mulg 17462  df-od 17869
This theorem is referenced by:  mndodcong  17882
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