ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  nnnn0modprm0 Unicode version

Theorem nnnn0modprm0 12978
Description: For a positive integer and a nonnegative integer both less than a given prime number there is always a second nonnegative integer (less than the given prime number) so that the sum of this second nonnegative integer multiplied with the positive integer and the first nonnegative integer is 0 ( modulo the given prime number). (Contributed by Alexander van der Vekens, 8-Nov-2018.)
Assertion
Ref Expression
nnnn0modprm0  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P )  /\  I  e.  ( 0..^ P ) )  ->  E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( I  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  0 )
Distinct variable groups:    j, I    j, N    P, j

Proof of Theorem nnnn0modprm0
StepHypRef Expression
1 prmnn 12832 . . . . . 6  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  NN )
21adantr 276 . . . . 5  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  P  e.  NN )
3 fzo0sn0fzo1 10588 . . . . 5  |-  ( P  e.  NN  ->  (
0..^ P )  =  ( { 0 }  u.  ( 1..^ P ) ) )
42, 3syl 14 . . . 4  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  ( 0..^ P )  =  ( { 0 }  u.  ( 1..^ P ) ) )
54eleq2d 2304 . . 3  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  ( I  e.  ( 0..^ P )  <-> 
I  e.  ( { 0 }  u.  (
1..^ P ) ) ) )
6 elun 3364 . . . . 5  |-  ( I  e.  ( { 0 }  u.  ( 1..^ P ) )  <->  ( I  e.  { 0 }  \/  I  e.  ( 1..^ P ) ) )
7 elsni 3712 . . . . . . 7  |-  ( I  e.  { 0 }  ->  I  =  0 )
8 lbfzo0 10541 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 0  e.  ( 0..^ P )  <->  P  e.  NN )
91, 8sylibr 134 . . . . . . . . . . 11  |-  ( P  e.  Prime  ->  0  e.  ( 0..^ P ) )
10 elfzoelz 10503 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( N  e.  ( 1..^ P )  ->  N  e.  ZZ )
11 zcn 9599 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( N  e.  ZZ  ->  N  e.  CC )
12 mul02 8677 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( N  e.  CC  ->  (
0  x.  N )  =  0 )
1312oveq2d 6074 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  CC  ->  (
0  +  ( 0  x.  N ) )  =  ( 0  +  0 ) )
14 00id 8430 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( 0  +  0 )  =  0
1513, 14eqtrdi 2283 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( N  e.  CC  ->  (
0  +  ( 0  x.  N ) )  =  0 )
1610, 11, 153syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( N  e.  ( 1..^ P )  ->  ( 0  +  ( 0  x.  N ) )  =  0 )
1716adantl 277 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  ( 0  +  ( 0  x.  N ) )  =  0 )
1817oveq1d 6073 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  ( (
0  +  ( 0  x.  N ) )  mod  P )  =  ( 0  mod  P
) )
19 nnq 9983 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( P  e.  NN  ->  P  e.  QQ )
201, 19syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  QQ )
211nngt0d 9298 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( P  e.  Prime  ->  0  < 
P )
22 q0mod 10741 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( P  e.  QQ  /\  0  <  P )  -> 
( 0  mod  P
)  =  0 )
2320, 21, 22syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( P  e.  Prime  ->  ( 0  mod  P )  =  0 )
2423adantr 276 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  ( 0  mod  P )  =  0 )
2518, 24eqtrd 2267 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  ( (
0  +  ( 0  x.  N ) )  mod  P )  =  0 )
26 oveq1 6065 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( j  =  0  ->  (
j  x.  N )  =  ( 0  x.  N ) )
2726oveq2d 6074 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  =  0  ->  (
0  +  ( j  x.  N ) )  =  ( 0  +  ( 0  x.  N
) ) )
2827oveq1d 6073 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( j  =  0  ->  (
( 0  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  ( ( 0  +  ( 0  x.  N ) )  mod 
P ) )
2928eqeq1d 2243 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( j  =  0  ->  (
( ( 0  +  ( j  x.  N
) )  mod  P
)  =  0  <->  (
( 0  +  ( 0  x.  N ) )  mod  P )  =  0 ) )
3029rspcev 2923 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 0  e.  ( 0..^ P )  /\  (
( 0  +  ( 0  x.  N ) )  mod  P )  =  0 )  ->  E. j  e.  (
0..^ P ) ( ( 0  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  0 )
319, 25, 30syl2an2r 599 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( 0  +  ( j  x.  N
) )  mod  P
)  =  0 )
3231adantl 277 . . . . . . . . 9  |-  ( ( I  =  0  /\  ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) ) )  ->  E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( 0  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  0 )
33 oveq1 6065 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( I  =  0  ->  (
I  +  ( j  x.  N ) )  =  ( 0  +  ( j  x.  N
) ) )
3433oveq1d 6073 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( I  =  0  ->  (
( I  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  ( ( 0  +  ( j  x.  N ) )  mod 
P ) )
3534eqeq1d 2243 . . . . . . . . . . 11  |-  ( I  =  0  ->  (
( ( I  +  ( j  x.  N
) )  mod  P
)  =  0  <->  (
( 0  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  0 ) )
3635adantr 276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( I  =  0  /\  ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) ) )  ->  ( ( ( I  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  0  <->  ( ( 0  +  ( j  x.  N ) )  mod 
P )  =  0 ) )
3736rexbidv 2545 . . . . . . . . 9  |-  ( ( I  =  0  /\  ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) ) )  ->  ( E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( I  +  ( j  x.  N
) )  mod  P
)  =  0  <->  E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( 0  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  0 ) )
3832, 37mpbird 167 . . . . . . . 8  |-  ( ( I  =  0  /\  ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) ) )  ->  E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( I  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  0 )
3938ex 115 . . . . . . 7  |-  ( I  =  0  ->  (
( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  E. j  e.  (
0..^ P ) ( ( I  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  0 ) )
407, 39syl 14 . . . . . 6  |-  ( I  e.  { 0 }  ->  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( I  +  ( j  x.  N
) )  mod  P
)  =  0 ) )
41 simpl 109 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  P  e.  Prime )
4241adantl 277 . . . . . . . 8  |-  ( ( I  e.  ( 1..^ P )  /\  ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) ) )  ->  P  e.  Prime )
43 simprr 533 . . . . . . . 8  |-  ( ( I  e.  ( 1..^ P )  /\  ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) ) )  ->  N  e.  ( 1..^ P ) )
44 simpl 109 . . . . . . . 8  |-  ( ( I  e.  ( 1..^ P )  /\  ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) ) )  ->  I  e.  ( 1..^ P ) )
45 modprm0 12977 . . . . . . . 8  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P )  /\  I  e.  ( 1..^ P ) )  ->  E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( I  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  0 )
4642, 43, 44, 45syl3anc 1274 . . . . . . 7  |-  ( ( I  e.  ( 1..^ P )  /\  ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) ) )  ->  E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( I  +  ( j  x.  N
) )  mod  P
)  =  0 )
4746ex 115 . . . . . 6  |-  ( I  e.  ( 1..^ P )  ->  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( I  +  ( j  x.  N
) )  mod  P
)  =  0 ) )
4840, 47jaoi 724 . . . . 5  |-  ( ( I  e.  { 0 }  \/  I  e.  ( 1..^ P ) )  ->  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( I  +  ( j  x.  N
) )  mod  P
)  =  0 ) )
496, 48sylbi 121 . . . 4  |-  ( I  e.  ( { 0 }  u.  ( 1..^ P ) )  -> 
( ( P  e. 
Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( I  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  0 ) )
5049com12 30 . . 3  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  ( I  e.  ( { 0 }  u.  ( 1..^ P ) )  ->  E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( I  +  ( j  x.  N
) )  mod  P
)  =  0 ) )
515, 50sylbid 150 . 2  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  ( I  e.  ( 0..^ P )  ->  E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( I  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  0 ) )
52513impia 1227 1  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P )  /\  I  e.  ( 0..^ P ) )  ->  E. j  e.  ( 0..^ P ) ( ( I  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  0 )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 104    <-> wb 105    \/ wo 716    /\ w3a 1005    = wceq 1398    e. wcel 2205   E.wrex 2523    u. cun 3212   {csn 3694   class class class wbr 4114  (class class class)co 6058   CCcc 8141   0cc0 8143   1c1 8144    + caddc 8146    x. cmul 8148    < clt 8324   NNcn 9254   ZZcz 9594   QQcq 9969  ..^cfzo 10498    mod cmo 10708   Primecprime 12829
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 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-coll 4230  ax-sep 4233  ax-nul 4241  ax-pow 4292  ax-pr 4327  ax-un 4559  ax-setind 4664  ax-iinf 4715  ax-cnex 8234  ax-resscn 8235  ax-1cn 8236  ax-1re 8237  ax-icn 8238  ax-addcl 8239  ax-addrcl 8240  ax-mulcl 8241  ax-mulrcl 8242  ax-addcom 8243  ax-mulcom 8244  ax-addass 8245  ax-mulass 8246  ax-distr 8247  ax-i2m1 8248  ax-0lt1 8249  ax-1rid 8250  ax-0id 8251  ax-rnegex 8252  ax-precex 8253  ax-cnre 8254  ax-pre-ltirr 8255  ax-pre-ltwlin 8256  ax-pre-lttrn 8257  ax-pre-apti 8258  ax-pre-ltadd 8259  ax-pre-mulgt0 8260  ax-pre-mulext 8261  ax-arch 8262  ax-caucvg 8263
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 839  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ne 2415  df-nel 2510  df-ral 2527  df-rex 2528  df-reu 2529  df-rmo 2530  df-rab 2531  df-v 2817  df-sbc 3046  df-csb 3142  df-dif 3216  df-un 3218  df-in 3220  df-ss 3227  df-nul 3513  df-if 3625  df-pw 3676  df-sn 3700  df-pr 3701  df-op 3703  df-uni 3920  df-int 3955  df-iun 3998  df-br 4115  df-opab 4177  df-mpt 4178  df-tr 4214  df-id 4419  df-po 4422  df-iso 4423  df-iord 4492  df-on 4494  df-ilim 4495  df-suc 4497  df-iom 4718  df-xp 4760  df-rel 4761  df-cnv 4762  df-co 4763  df-dm 4764  df-rn 4765  df-res 4766  df-ima 4767  df-iota 5317  df-fun 5359  df-fn 5360  df-f 5361  df-f1 5362  df-fo 5363  df-f1o 5364  df-fv 5365  df-isom 5366  df-riota 6011  df-ov 6061  df-oprab 6062  df-mpo 6063  df-1st 6347  df-2nd 6348  df-recs 6549  df-irdg 6614  df-frec 6635  df-1o 6660  df-2o 6661  df-oadd 6664  df-er 6780  df-en 6989  df-dom 6990  df-fin 6991  df-sup 7288  df-pnf 8326  df-mnf 8327  df-xr 8328  df-ltxr 8329  df-le 8330  df-sub 8462  df-neg 8463  df-reap 8866  df-ap 8873  df-div 8964  df-inn 9255  df-2 9313  df-3 9314  df-4 9315  df-n0 9514  df-z 9595  df-uz 9872  df-q 9970  df-rp 10005  df-fz 10362  df-fzo 10499  df-fl 10654  df-mod 10709  df-seqfrec 10834  df-exp 10925  df-ihash 11164  df-cj 11552  df-re 11553  df-im 11554  df-rsqrt 11708  df-abs 11709  df-clim 11989  df-proddc 12262  df-dvds 12499  df-gcd 12675  df-prm 12830  df-phi 12933
This theorem is referenced by:  modprmn0modprm0  12979
  Copyright terms: Public domain W3C validator