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Theorem modmulconst 11988
Description: Constant multiplication in a modulo operation, see theorem 5.3 in [ApostolNT] p. 108. (Contributed by AV, 21-Jul-2021.)
Assertion
Ref Expression
modmulconst |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> ( ( A mod M ) = ( B mod M ) <-> ( ( C x. A ) mod ( C x. M ) ) = ( ( C x. B ) mod ( C x. M ) ) ) )
Proof of Theorem modmulconst
StepHypRef Expression
1 nnz 9345 . . . . 5 |- ( M e. NN -> M e. ZZ )
21adantl 277 . . . 4 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> M e. ZZ )
3 zsubcl 9367 . . . . . 6 |- ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ ) -> ( A - B ) e. ZZ )
433adant3 1019 . . . . 5 |- ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) -> ( A - B ) e. ZZ )
54adantr 276 . . . 4 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> ( A - B ) e. ZZ )
6 nnz 9345 . . . . . . 7 |- ( C e. NN -> C e. ZZ )
7 nnne0 9018 . . . . . . 7 |- ( C e. NN -> C =/= 0 )
86, 7jca 306 . . . . . 6 |- ( C e. NN -> ( C e. ZZ /\ C =/= 0 ) )
983ad2ant3 1022 . . . . 5 |- ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) -> ( C e. ZZ /\ C =/= 0 ) )
109adantr 276 . . . 4 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> ( C e. ZZ /\ C =/= 0 ) )
11 dvdscmulr 11985 . . . . 5 |- ( ( M e. ZZ /\ ( A - B ) e. ZZ /\ ( C e. ZZ /\ C =/= 0 ) ) -> ( ( C x. M ) || ( C x. ( A - B ) ) <-> M || ( A - B ) ) )
1211bicomd 141 . . . 4 |- ( ( M e. ZZ /\ ( A - B ) e. ZZ /\ ( C e. ZZ /\ C =/= 0 ) ) -> ( M || ( A - B ) <-> ( C x. M ) || ( C x. ( A - B ) ) ) )
132, 5, 10, 12syl3anc 1249 . . 3 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> ( M || ( A - B ) <-> ( C x. M ) || ( C x. ( A - B ) ) ) )
14 zcn 9331 . . . . . . . 8 |- ( A e. ZZ -> A e. CC )
15 zcn 9331 . . . . . . . 8 |- ( B e. ZZ -> B e. CC )
16 nncn 8998 . . . . . . . 8 |- ( C e. NN -> C e. CC )
1714, 15, 163anim123i 1186 . . . . . . 7 |- ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) -> ( A e. CC /\ B e. CC /\ C e. CC ) )
18 3anrot 985 . . . . . . 7 |- ( ( C e. CC /\ A e. CC /\ B e. CC ) <-> ( A e. CC /\ B e. CC /\ C e. CC ) )
1917, 18sylibr 134 . . . . . 6 |- ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) -> ( C e. CC /\ A e. CC /\ B e. CC ) )
20 subdi 8411 . . . . . 6 |- ( ( C e. CC /\ A e. CC /\ B e. CC ) -> ( C x. ( A - B ) ) = ( ( C x. A ) - ( C x. B ) ) )
2119, 20syl 14 . . . . 5 |- ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) -> ( C x. ( A - B ) ) = ( ( C x. A ) - ( C x. B ) ) )
2221adantr 276 . . . 4 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> ( C x. ( A - B ) ) = ( ( C x. A ) - ( C x. B ) ) )
2322breq2d 4045 . . 3 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> ( ( C x. M ) || ( C x. ( A - B ) ) <-> ( C x. M ) || ( ( C x. A ) - ( C x. B ) ) ) )
2413, 23bitrd 188 . 2 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> ( M || ( A - B ) <-> ( C x. M ) || ( ( C x. A ) - ( C x. B ) ) ) )
25 simpr 110 . . 3 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> M e. NN )
26 simp1 999 . . . 4 |- ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) -> A e. ZZ )
2726adantr 276 . . 3 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> A e. ZZ )
28 simp2 1000 . . . 4 |- ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) -> B e. ZZ )
2928adantr 276 . . 3 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> B e. ZZ )
30 moddvds 11964 . . 3 |- ( ( M e. NN /\ A e. ZZ /\ B e. ZZ ) -> ( ( A mod M ) = ( B mod M ) <-> M || ( A - B ) ) )
3125, 27, 29, 30syl3anc 1249 . 2 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> ( ( A mod M ) = ( B mod M ) <-> M || ( A - B ) ) )
32 simpl3 1004 . . . 4 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> C e. NN )
3332, 25nnmulcld 9039 . . 3 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> ( C x. M ) e. NN )
3463ad2ant3 1022 . . . . 5 |- ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) -> C e. ZZ )
3534, 26zmulcld 9454 . . . 4 |- ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) -> ( C x. A ) e. ZZ )
3635adantr 276 . . 3 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> ( C x. A ) e. ZZ )
3734, 28zmulcld 9454 . . . 4 |- ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) -> ( C x. B ) e. ZZ )
3837adantr 276 . . 3 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> ( C x. B ) e. ZZ )
39 moddvds 11964 . . 3 |- ( ( ( C x. M ) e. NN /\ ( C x. A ) e. ZZ /\ ( C x. B ) e. ZZ ) -> ( ( ( C x. A ) mod ( C x. M ) ) = ( ( C x. B ) mod ( C x. M ) ) <-> ( C x. M ) || ( ( C x. A ) - ( C x. B ) ) ) )
4033, 36, 38, 39syl3anc 1249 . 2 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> ( ( ( C x. A ) mod ( C x. M ) ) = ( ( C x. B ) mod ( C x. M ) ) <-> ( C x. M ) || ( ( C x. A ) - ( C x. B ) ) ) )
4124, 31, 403bitr4d 220 1 |- ( ( ( A e. ZZ /\ B e. ZZ /\ C e. NN ) /\ M e. NN ) -> ( ( A mod M ) = ( B mod M ) <-> ( ( C x. A ) mod ( C x. M ) ) = ( ( C x. B ) mod ( C x. M ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   /\ w3a 980   = wceq 1364   e. wcel 2167   =/= wne 2367   class class class wbr 4033  (class class class)co 5922   CCcc 7877   0cc0 7879   x. cmul 7884   - cmin 8197   NNcn 8990   ZZcz 9326   mod cmo 10414   || cdvds 11952
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-sep 4151  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-setind 4573  ax-cnex 7970  ax-resscn 7971  ax-1cn 7972  ax-1re 7973  ax-icn 7974  ax-addcl 7975  ax-addrcl 7976  ax-mulcl 7977  ax-mulrcl 7978  ax-addcom 7979  ax-mulcom 7980  ax-addass 7981  ax-mulass 7982  ax-distr 7983  ax-i2m1 7984  ax-0lt1 7985  ax-1rid 7986  ax-0id 7987  ax-rnegex 7988  ax-precex 7989  ax-cnre 7990  ax-pre-ltirr 7991  ax-pre-ltwlin 7992  ax-pre-lttrn 7993  ax-pre-apti 7994  ax-pre-ltadd 7995  ax-pre-mulgt0 7996  ax-pre-mulext 7997  ax-arch 7998
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-int 3875  df-iun 3918  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-id 4328  df-po 4331  df-iso 4332  df-xp 4669  df-rel 4670  df-cnv 4671  df-co 4672  df-dm 4673  df-rn 4674  df-res 4675  df-ima 4676  df-iota 5219  df-fun 5260  df-fn 5261  df-f 5262  df-fv 5266  df-riota 5877  df-ov 5925  df-oprab 5926  df-mpo 5927  df-1st 6198  df-2nd 6199  df-pnf 8063  df-mnf 8064  df-xr 8065  df-ltxr 8066  df-le 8067  df-sub 8199  df-neg 8200  df-reap 8602  df-ap 8609  df-div 8700  df-inn 8991  df-n0 9250  df-z 9327  df-q 9694  df-rp 9729  df-fl 10360  df-mod 10415  df-dvds 11953
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