Theorem modaddmodlo 10323

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 e. ZZ /\ M e. NN ) -> ( B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) -> ( B + ( A mod M ) ) = ( ( B + A ) mod M ) ) )

Proof of Theorem modaddmodlo

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elfzoelz 10082	. . . . . . 7 |- ( B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) -> B e. ZZ )
2	1	adantl 275	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> B e. ZZ )
3		zq 9564	. . . . . 6 |- ( B e. ZZ -> B e. QQ )
4	2, 3	syl 14	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> B e. QQ )
5		zmodcl 10279	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) -> ( A mod M ) e. NN0 )
6	5	adantr 274	. . . . . . 7 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> ( A mod M ) e. NN0 )
7	6	nn0zd 9311	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> ( A mod M ) e. ZZ )
8		zq 9564	. . . . . 6 |- ( ( A mod M ) e. ZZ -> ( A mod M ) e. QQ )
9	7, 8	syl 14	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> ( A mod M ) e. QQ )
10		qaddcl 9573	. . . . 5 |- ( ( B e. QQ /\ ( A mod M ) e. QQ ) -> ( B + ( A mod M ) ) e. QQ )
11	4, 9, 10	syl2anc 409	. . . 4 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> ( B + ( A mod M ) ) e. QQ )
12		simplr 520	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> M e. NN )
13		nnq 9571	. . . . 5 |- ( M e. NN -> M e. QQ )
14	12, 13	syl 14	. . . 4 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> M e. QQ )
15	2	zred 9313	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> B e. RR )
16	6	nn0red 9168	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> ( A mod M ) e. RR )
17		elfzole1 10090	. . . . . 6 |- ( B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) -> 0 <_ B )
18	17	adantl 275	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> 0 <_ B )
19	6	nn0ge0d 9170	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> 0 <_ ( A mod M ) )
20	15, 16, 18, 19	addge0d 8420	. . . 4 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> 0 <_ ( B + ( A mod M ) ) )
21		elfzolt2 10091	. . . . . 6 |- ( B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) -> B < ( M - ( A mod M ) ) )
22	21	adantl 275	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> B < ( M - ( A mod M ) ) )
23	12	nnred 8870	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> M e. RR )
24	15, 16, 23	ltaddsubd 8443	. . . . 5 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> ( ( B + ( A mod M ) ) < M <-> B < ( M - ( A mod M ) ) ) )
25	22, 24	mpbird 166	. . . 4 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> ( B + ( A mod M ) ) < M )
26		modqid 10284	. . . 4 |- ( ( ( ( B + ( A mod M ) ) e. QQ /\ M e. QQ ) /\ ( 0 <_ ( B + ( A mod M ) ) /\ ( B + ( A mod M ) ) < M ) ) -> ( ( B + ( A mod M ) ) mod M ) = ( B + ( A mod M ) ) )
27	11, 14, 20, 25, 26	syl22anc 1229	. . 3 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> ( ( B + ( A mod M ) ) mod M ) = ( B + ( A mod M ) ) )
28		zq 9564	. . . . 5 |- ( A e. ZZ -> A e. QQ )
29	28	ad2antrr 480	. . . 4 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> A e. QQ )
30	12	nngt0d 8901	. . . 4 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> 0 < M )
31		modqadd2mod 10309	. . . 4 |- ( ( ( A e. QQ /\ B e. QQ ) /\ ( M e. QQ /\ 0 < M ) ) -> ( ( B + ( A mod M ) ) mod M ) = ( ( B + A ) mod M ) )
32	29, 4, 14, 30, 31	syl22anc 1229	. . 3 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> ( ( B + ( A mod M ) ) mod M ) = ( ( B + A ) mod M ) )
33	27, 32	eqtr3d 2200	. 2 |- ( ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) /\ B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) ) -> ( B + ( A mod M ) ) = ( ( B + A ) mod M ) )
34	33	ex 114	1 |- ( ( A e. ZZ /\ M e. NN ) -> ( B e. ( 0..^ ( M - ( A mod M ) ) ) -> ( B + ( A mod M ) ) = ( ( B + A ) mod M ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 103   = wceq 1343   e. wcel 2136   class class class wbr 3982  (class class class)co 5842   0cc0 7753   + caddc 7756   < clt 7933   <_ cle 7934   - cmin 8069   NNcn 8857   NN0cn0 9114   ZZcz 9191   QQcq 9557  ..^cfzo 10077   mod cmo 10257

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-sep 4100  ax-pow 4153  ax-pr 4187  ax-un 4411  ax-setind 4514  ax-cnex 7844  ax-resscn 7845  ax-1cn 7846  ax-1re 7847  ax-icn 7848  ax-addcl 7849  ax-addrcl 7850  ax-mulcl 7851  ax-mulrcl 7852  ax-addcom 7853  ax-mulcom 7854  ax-addass 7855  ax-mulass 7856  ax-distr 7857  ax-i2m1 7858  ax-0lt1 7859  ax-1rid 7860  ax-0id 7861  ax-rnegex 7862  ax-precex 7863  ax-cnre 7864  ax-pre-ltirr 7865  ax-pre-ltwlin 7866  ax-pre-lttrn 7867  ax-pre-apti 7868  ax-pre-ltadd 7869  ax-pre-mulgt0 7870  ax-pre-mulext 7871  ax-arch 7872

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3or 969  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2297  df-ne 2337  df-nel 2432  df-ral 2449  df-rex 2450  df-reu 2451  df-rmo 2452  df-rab 2453  df-v 2728  df-sbc 2952  df-csb 3046  df-dif 3118  df-un 3120  df-in 3122  df-ss 3129  df-pw 3561  df-sn 3582  df-pr 3583  df-op 3585  df-uni 3790  df-int 3825  df-iun 3868  df-br 3983  df-opab 4044  df-mpt 4045  df-id 4271  df-po 4274  df-iso 4275  df-xp 4610  df-rel 4611  df-cnv 4612  df-co 4613  df-dm 4614  df-rn 4615  df-res 4616  df-ima 4617  df-iota 5153  df-fun 5190  df-fn 5191  df-f 5192  df-fv 5196  df-riota 5798  df-ov 5845  df-oprab 5846  df-mpo 5847  df-1st 6108  df-2nd 6109  df-pnf 7935  df-mnf 7936  df-xr 7937  df-ltxr 7938  df-le 7939  df-sub 8071  df-neg 8072  df-reap 8473  df-ap 8480  df-div 8569  df-inn 8858  df-n0 9115  df-z 9192  df-uz 9467  df-q 9558  df-rp 9590  df-fz 9945  df-fzo 10078  df-fl 10205  df-mod 10258

This theorem is referenced by: (None)