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Theorem modaddmodup 10167
Description: The sum of an integer modulo a positive integer and another integer minus the positive integer equals the sum of the two integers modulo the positive integer if the other integer is in the upper part of the range between 0 and the positive integer. (Contributed by AV, 30-Oct-2018.)
Assertion
Ref Expression
modaddmodup  |-  ( ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN )  ->  ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  ->  (
( B  +  ( A  mod  M ) )  -  M )  =  ( ( B  +  A )  mod 
M ) ) )

Proof of Theorem modaddmodup
StepHypRef Expression
1 elfzoelz 9931 . . . . . . 7  |-  ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  ->  B  e.  ZZ )
21adantr 274 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  ->  B  e.  ZZ )
3 zmodcl 10124 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN )  ->  ( A  mod  M
)  e.  NN0 )
43adantl 275 . . . . . . 7  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
( A  mod  M
)  e.  NN0 )
54nn0zd 9178 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
( A  mod  M
)  e.  ZZ )
62, 5zaddcld 9184 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
( B  +  ( A  mod  M ) )  e.  ZZ )
7 zq 9425 . . . . 5  |-  ( ( B  +  ( A  mod  M ) )  e.  ZZ  ->  ( B  +  ( A  mod  M ) )  e.  QQ )
86, 7syl 14 . . . 4  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
( B  +  ( A  mod  M ) )  e.  QQ )
9 simprr 521 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  ->  M  e.  NN )
10 nnq 9432 . . . . 5  |-  ( M  e.  NN  ->  M  e.  QQ )
119, 10syl 14 . . . 4  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  ->  M  e.  QQ )
129nngt0d 8771 . . . 4  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
0  <  M )
13 elfzole1 9939 . . . . . 6  |-  ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  ->  ( M  -  ( A  mod  M ) )  <_  B )
1413adantr 274 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
( M  -  ( A  mod  M ) )  <_  B )
159nnred 8740 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  ->  M  e.  RR )
163nn0red 9038 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN )  ->  ( A  mod  M
)  e.  RR )
1716adantl 275 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
( A  mod  M
)  e.  RR )
181zred 9180 . . . . . . 7  |-  ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  ->  B  e.  RR )
1918adantr 274 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  ->  B  e.  RR )
2015, 17, 19lesubaddd 8311 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
( ( M  -  ( A  mod  M ) )  <_  B  <->  M  <_  ( B  +  ( A  mod  M ) ) ) )
2114, 20mpbid 146 . . . 4  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  ->  M  <_  ( B  +  ( A  mod  M ) ) )
22 elfzolt2 9940 . . . . . . 7  |-  ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  ->  B  <  M
)
2322adantr 274 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  ->  B  <  M )
24 zq 9425 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  ZZ  ->  A  e.  QQ )
2524ad2antrl 481 . . . . . . 7  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  ->  A  e.  QQ )
26 modqlt 10113 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  QQ  /\  M  e.  QQ  /\  0  <  M )  ->  ( A  mod  M )  < 
M )
2725, 11, 12, 26syl3anc 1216 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
( A  mod  M
)  <  M )
2819, 17, 15, 15, 23, 27lt2addd 8336 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
( B  +  ( A  mod  M ) )  <  ( M  +  M ) )
299nncnd 8741 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  ->  M  e.  CC )
30292timesd 8969 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
( 2  x.  M
)  =  ( M  +  M ) )
3128, 30breqtrrd 3956 . . . 4  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
( B  +  ( A  mod  M ) )  <  ( 2  x.  M ) )
32 q2submod 10165 . . . 4  |-  ( ( ( ( B  +  ( A  mod  M ) )  e.  QQ  /\  M  e.  QQ  /\  0  <  M )  /\  ( M  <_  ( B  +  ( A  mod  M ) )  /\  ( B  +  ( A  mod  M ) )  <  (
2  x.  M ) ) )  ->  (
( B  +  ( A  mod  M ) )  mod  M )  =  ( ( B  +  ( A  mod  M ) )  -  M
) )
338, 11, 12, 21, 31, 32syl32anc 1224 . . 3  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
( ( B  +  ( A  mod  M ) )  mod  M )  =  ( ( B  +  ( A  mod  M ) )  -  M
) )
34 zq 9425 . . . . 5  |-  ( B  e.  ZZ  ->  B  e.  QQ )
352, 34syl 14 . . . 4  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  ->  B  e.  QQ )
36 modqadd2mod 10154 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  QQ  /\  B  e.  QQ )  /\  ( M  e.  QQ  /\  0  < 
M ) )  -> 
( ( B  +  ( A  mod  M ) )  mod  M )  =  ( ( B  +  A )  mod 
M ) )
3725, 35, 11, 12, 36syl22anc 1217 . . 3  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
( ( B  +  ( A  mod  M ) )  mod  M )  =  ( ( B  +  A )  mod 
M ) )
3833, 37eqtr3d 2174 . 2  |-  ( ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  /\  ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN ) )  -> 
( ( B  +  ( A  mod  M ) )  -  M )  =  ( ( B  +  A )  mod 
M ) )
3938expcom 115 1  |-  ( ( A  e.  ZZ  /\  M  e.  NN )  ->  ( B  e.  ( ( M  -  ( A  mod  M ) )..^ M )  ->  (
( B  +  ( A  mod  M ) )  -  M )  =  ( ( B  +  A )  mod 
M ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 103    = wceq 1331    e. wcel 1480   class class class wbr 3929  (class class class)co 5774   RRcr 7626   0cc0 7627    + caddc 7630    x. cmul 7632    < clt 7807    <_ cle 7808    - cmin 7940   NNcn 8727   2c2 8778   NN0cn0 8984   ZZcz 9061   QQcq 9418  ..^cfzo 9926    mod cmo 10102
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 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-sep 4046  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-setind 4452  ax-cnex 7718  ax-resscn 7719  ax-1cn 7720  ax-1re 7721  ax-icn 7722  ax-addcl 7723  ax-addrcl 7724  ax-mulcl 7725  ax-mulrcl 7726  ax-addcom 7727  ax-mulcom 7728  ax-addass 7729  ax-mulass 7730  ax-distr 7731  ax-i2m1 7732  ax-0lt1 7733  ax-1rid 7734  ax-0id 7735  ax-rnegex 7736  ax-precex 7737  ax-cnre 7738  ax-pre-ltirr 7739  ax-pre-ltwlin 7740  ax-pre-lttrn 7741  ax-pre-apti 7742  ax-pre-ltadd 7743  ax-pre-mulgt0 7744  ax-pre-mulext 7745  ax-arch 7746
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3or 963  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ne 2309  df-nel 2404  df-ral 2421  df-rex 2422  df-reu 2423  df-rmo 2424  df-rab 2425  df-v 2688  df-sbc 2910  df-csb 3004  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-int 3772  df-iun 3815  df-br 3930  df-opab 3990  df-mpt 3991  df-id 4215  df-po 4218  df-iso 4219  df-xp 4545  df-rel 4546  df-cnv 4547  df-co 4548  df-dm 4549  df-rn 4550  df-res 4551  df-ima 4552  df-iota 5088  df-fun 5125  df-fn 5126  df-f 5127  df-fv 5131  df-riota 5730  df-ov 5777  df-oprab 5778  df-mpo 5779  df-1st 6038  df-2nd 6039  df-pnf 7809  df-mnf 7810  df-xr 7811  df-ltxr 7812  df-le 7813  df-sub 7942  df-neg 7943  df-reap 8344  df-ap 8351  df-div 8440  df-inn 8728  df-2 8786  df-n0 8985  df-z 9062  df-uz 9334  df-q 9419  df-rp 9449  df-fz 9798  df-fzo 9927  df-fl 10050  df-mod 10103
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