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

Theorem nnnn0modprm0 13012
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 12866 . . . . . 6  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  NN )
21adantr 276 . . . . 5  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  P  e.  NN )
3 fzo0sn0fzo1 10617 . . . . 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 2308 . . 3  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  ( I  e.  ( 0..^ P )  <-> 
I  e.  ( { 0 }  u.  (
1..^ P ) ) ) )
6 elun 3370 . . . . 5  |-  ( I  e.  ( { 0 }  u.  ( 1..^ P ) )  <->  ( I  e.  { 0 }  \/  I  e.  ( 1..^ P ) ) )
7 elsni 3723 . . . . . . 7  |-  ( I  e.  { 0 }  ->  I  =  0 )
8 lbfzo0 10570 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 0  e.  ( 0..^ P )  <->  P  e.  NN )
91, 8sylibr 134 . . . . . . . . . . 11  |-  ( P  e.  Prime  ->  0  e.  ( 0..^ P ) )
10 elfzoelz 10532 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( N  e.  ( 1..^ P )  ->  N  e.  ZZ )
11 zcn 9628 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( N  e.  ZZ  ->  N  e.  CC )
12 mul02 8704 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( N  e.  CC  ->  (
0  x.  N )  =  0 )
1312oveq2d 6091 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( N  e.  CC  ->  (
0  +  ( 0  x.  N ) )  =  ( 0  +  0 ) )
14 00id 8457 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( 0  +  0 )  =  0
1513, 14eqtrdi 2287 . . . . . . . . . . . . . . 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 6090 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  ( (
0  +  ( 0  x.  N ) )  mod  P )  =  ( 0  mod  P
) )
19 nnq 10012 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( P  e.  NN  ->  P  e.  QQ )
201, 19syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  QQ )
211nngt0d 9327 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( P  e.  Prime  ->  0  < 
P )
22 q0mod 10770 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( P  e.  QQ  /\  0  <  P )  -> 
( 0  mod  P
)  =  0 )
2320, 21, 22syl2anc 415 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( P  e.  Prime  ->  ( 0  mod  P )  =  0 )
2423adantr 276 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  ( 0  mod  P )  =  0 )
2518, 24eqtrd 2271 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( P  e.  Prime  /\  N  e.  ( 1..^ P ) )  ->  ( (
0  +  ( 0  x.  N ) )  mod  P )  =  0 )
26 oveq1 6082 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( j  =  0  ->  (
j  x.  N )  =  ( 0  x.  N ) )
2726oveq2d 6091 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( j  =  0  ->  (
0  +  ( j  x.  N ) )  =  ( 0  +  ( 0  x.  N
) ) )
2827oveq1d 6090 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( j  =  0  ->  (
( 0  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  ( ( 0  +  ( 0  x.  N ) )  mod 
P ) )
2928eqeq1d 2247 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( j  =  0  ->  (
( ( 0  +  ( j  x.  N
) )  mod  P
)  =  0  <->  (
( 0  +  ( 0  x.  N ) )  mod  P )  =  0 ) )
3029rspcev 2929 . . . . . . . . . . 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 603 . . . . . . . . . 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 6082 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( I  =  0  ->  (
I  +  ( j  x.  N ) )  =  ( 0  +  ( j  x.  N
) ) )
3433oveq1d 6090 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( I  =  0  ->  (
( I  +  ( j  x.  N ) )  mod  P )  =  ( ( 0  +  ( j  x.  N ) )  mod 
P ) )
3534eqeq1d 2247 . . . . . . . . . . 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 2551 . . . . . . . . 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 537 . . . . . . . 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 13011 . . . . . . . 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 1278 . . . . . . 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 728 . . . . 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 1231 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 720    /\ w3a 1009    = wceq 1402    e. wcel 2209   E.wrex 2529    u. cun 3218   {csn 3705   class class class wbr 4125  (class class class)co 6075   CCcc 8167   0cc0 8169   1c1 8170    + caddc 8172    x. cmul 8174    < clt 8350   NNcn 9283   ZZcz 9623   QQcq 9998  ..^cfzo 10527    mod cmo 10737   Primecprime 12863
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 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4241  ax-sep 4244  ax-nul 4254  ax-pow 4306  ax-pr 4341  ax-un 4573  ax-setind 4679  ax-iinf 4730  ax-cnex 8260  ax-resscn 8261  ax-1cn 8262  ax-1re 8263  ax-icn 8264  ax-addcl 8265  ax-addrcl 8266  ax-mulcl 8267  ax-mulrcl 8268  ax-addcom 8269  ax-mulcom 8270  ax-addass 8271  ax-mulass 8272  ax-distr 8273  ax-i2m1 8274  ax-0lt1 8275  ax-1rid 8276  ax-0id 8277  ax-rnegex 8278  ax-precex 8279  ax-cnre 8280  ax-pre-ltirr 8281  ax-pre-ltwlin 8282  ax-pre-lttrn 8283  ax-pre-apti 8284  ax-pre-ltadd 8285  ax-pre-mulgt0 8286  ax-pre-mulext 8287  ax-arch 8288  ax-caucvg 8289
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 843  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3636  df-pw 3687  df-sn 3711  df-pr 3712  df-op 3714  df-uni 3931  df-int 3966  df-iun 4009  df-br 4126  df-opab 4188  df-mpt 4189  df-tr 4225  df-id 4433  df-po 4436  df-iso 4437  df-iord 4506  df-on 4508  df-ilim 4509  df-suc 4511  df-iom 4733  df-xp 4775  df-rel 4776  df-cnv 4777  df-co 4778  df-dm 4779  df-rn 4780  df-res 4781  df-ima 4782  df-iota 5332  df-fun 5374  df-fn 5375  df-f 5376  df-f1 5377  df-fo 5378  df-f1o 5379  df-fv 5380  df-isom 5381  df-riota 6028  df-ov 6078  df-oprab 6079  df-mpo 6080  df-1st 6364  df-2nd 6365  df-recs 6566  df-irdg 6631  df-frec 6652  df-1o 6677  df-2o 6678  df-oadd 6681  df-er 6797  df-en 7013  df-dom 7014  df-fin 7015  df-sup 7314  df-pnf 8352  df-mnf 8353  df-xr 8354  df-ltxr 8355  df-le 8356  df-sub 8489  df-neg 8490  df-reap 8893  df-ap 8900  df-div 8993  df-inn 9284  df-2 9342  df-3 9343  df-4 9344  df-n0 9543  df-z 9624  df-uz 9901  df-q 9999  df-rp 10034  df-fz 10391  df-fzo 10528  df-fl 10683  df-mod 10738  df-seqfrec 10863  df-exp 10954  df-ihash 11193  df-cj 11585  df-re 11586  df-im 11587  df-rsqrt 11742  df-abs 11743  df-clim 12023  df-proddc 12296  df-dvds 12533  df-gcd 12709  df-prm 12864  df-phi 12967
This theorem is referenced by:  modprmn0modprm0  13013
  Copyright terms: Public domain W3C validator