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

Theorem eulerthlema 13010
Description: Lemma for eulerth 13013. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2014.) (Revised by Jim Kingdon, 2-Sep-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
eulerth.1 (𝜑 → (𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ (𝐴 gcd 𝑁) = 1))
eulerth.2 𝑆 = {𝑦 ∈ (0..^𝑁) ∣ (𝑦 gcd 𝑁) = 1}
eulerth.4 (𝜑𝐹:(1...(ϕ‘𝑁))–1-1-onto𝑆)
Assertion
Ref Expression
eulerthlema (𝜑 → (((𝐴↑(ϕ‘𝑁)) · ∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐹   𝑥,𝑁   𝑦,𝑁   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑦)   𝐴(𝑦)   𝑆(𝑥, 𝑦)   𝐹(𝑦)

Proof of Theorem eulerthlema
Dummy variables 𝑘 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eulerth.1 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ (𝐴 gcd 𝑁) = 1))
21simp1d 1040 . . . . 5 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
32phicld 12998 . . . 4 (𝜑 → (ϕ‘𝑁) ∈ ℕ)
4 elnnuz 9961 . . . 4 ((ϕ‘𝑁) ∈ ℕ ↔ (ϕ‘𝑁) ∈ (ℤ‘1))
53, 4sylib 122 . . 3 (𝜑 → (ϕ‘𝑁) ∈ (ℤ‘1))
6 eluzfz2 10438 . . 3 ((ϕ‘𝑁) ∈ (ℤ‘1) → (ϕ‘𝑁) ∈ (1...(ϕ‘𝑁)))
75, 6syl 14 . 2 (𝜑 → (ϕ‘𝑁) ∈ (1...(ϕ‘𝑁)))
8 oveq2 6093 . . . . . . 7 (𝑤 = 1 → (𝐴𝑤) = (𝐴↑1))
9 oveq2 6093 . . . . . . . 8 (𝑤 = 1 → (1...𝑤) = (1...1))
109prodeq1d 12333 . . . . . . 7 (𝑤 = 1 → ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥) = ∏𝑥 ∈ (1...1)(𝐹𝑥))
118, 10oveq12d 6103 . . . . . 6 (𝑤 = 1 → ((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) = ((𝐴↑1) · ∏𝑥 ∈ (1...1)(𝐹𝑥)))
1211oveq1d 6100 . . . . 5 (𝑤 = 1 → (((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (((𝐴↑1) · ∏𝑥 ∈ (1...1)(𝐹𝑥)) mod 𝑁))
139prodeq1d 12333 . . . . . 6 (𝑤 = 1 → ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) = ∏𝑥 ∈ (1...1)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁))
1413oveq1d 6100 . . . . 5 (𝑤 = 1 → (∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...1)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))
1512, 14eqeq12d 2253 . . . 4 (𝑤 = 1 → ((((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁) ↔ (((𝐴↑1) · ∏𝑥 ∈ (1...1)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...1)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)))
1615imbi2d 230 . . 3 (𝑤 = 1 → ((𝜑 → (((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) ↔ (𝜑 → (((𝐴↑1) · ∏𝑥 ∈ (1...1)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...1)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))))
17 oveq2 6093 . . . . . . 7 (𝑤 = 𝑘 → (𝐴𝑤) = (𝐴𝑘))
18 oveq2 6093 . . . . . . . 8 (𝑤 = 𝑘 → (1...𝑤) = (1...𝑘))
1918prodeq1d 12333 . . . . . . 7 (𝑤 = 𝑘 → ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥) = ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥))
2017, 19oveq12d 6103 . . . . . 6 (𝑤 = 𝑘 → ((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) = ((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)))
2120oveq1d 6100 . . . . 5 (𝑤 = 𝑘 → (((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁))
2218prodeq1d 12333 . . . . . 6 (𝑤 = 𝑘 → ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) = ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁))
2322oveq1d 6100 . . . . 5 (𝑤 = 𝑘 → (∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))
2421, 23eqeq12d 2253 . . . 4 (𝑤 = 𝑘 → ((((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁) ↔ (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)))
2524imbi2d 230 . . 3 (𝑤 = 𝑘 → ((𝜑 → (((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) ↔ (𝜑 → (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))))
26 oveq2 6093 . . . . . . 7 (𝑤 = (𝑘 + 1) → (𝐴𝑤) = (𝐴↑(𝑘 + 1)))
27 oveq2 6093 . . . . . . . 8 (𝑤 = (𝑘 + 1) → (1...𝑤) = (1...(𝑘 + 1)))
2827prodeq1d 12333 . . . . . . 7 (𝑤 = (𝑘 + 1) → ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥) = ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))(𝐹𝑥))
2926, 28oveq12d 6103 . . . . . 6 (𝑤 = (𝑘 + 1) → ((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) = ((𝐴↑(𝑘 + 1)) · ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))(𝐹𝑥)))
3029oveq1d 6100 . . . . 5 (𝑤 = (𝑘 + 1) → (((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (((𝐴↑(𝑘 + 1)) · ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))(𝐹𝑥)) mod 𝑁))
3127prodeq1d 12333 . . . . . 6 (𝑤 = (𝑘 + 1) → ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) = ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁))
3231oveq1d 6100 . . . . 5 (𝑤 = (𝑘 + 1) → (∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))
3330, 32eqeq12d 2253 . . . 4 (𝑤 = (𝑘 + 1) → ((((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁) ↔ (((𝐴↑(𝑘 + 1)) · ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)))
3433imbi2d 230 . . 3 (𝑤 = (𝑘 + 1) → ((𝜑 → (((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) ↔ (𝜑 → (((𝐴↑(𝑘 + 1)) · ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))))
35 oveq2 6093 . . . . . . 7 (𝑤 = (ϕ‘𝑁) → (𝐴𝑤) = (𝐴↑(ϕ‘𝑁)))
36 oveq2 6093 . . . . . . . 8 (𝑤 = (ϕ‘𝑁) → (1...𝑤) = (1...(ϕ‘𝑁)))
3736prodeq1d 12333 . . . . . . 7 (𝑤 = (ϕ‘𝑁) → ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥) = ∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))(𝐹𝑥))
3835, 37oveq12d 6103 . . . . . 6 (𝑤 = (ϕ‘𝑁) → ((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) = ((𝐴↑(ϕ‘𝑁)) · ∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))(𝐹𝑥)))
3938oveq1d 6100 . . . . 5 (𝑤 = (ϕ‘𝑁) → (((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (((𝐴↑(ϕ‘𝑁)) · ∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))(𝐹𝑥)) mod 𝑁))
4036prodeq1d 12333 . . . . . 6 (𝑤 = (ϕ‘𝑁) → ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) = ∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁))
4140oveq1d 6100 . . . . 5 (𝑤 = (ϕ‘𝑁) → (∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))
4239, 41eqeq12d 2253 . . . 4 (𝑤 = (ϕ‘𝑁) → ((((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁) ↔ (((𝐴↑(ϕ‘𝑁)) · ∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)))
4342imbi2d 230 . . 3 (𝑤 = (ϕ‘𝑁) → ((𝜑 → (((𝐴𝑤) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑤)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑤)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) ↔ (𝜑 → (((𝐴↑(ϕ‘𝑁)) · ∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))))
441simp2d 1041 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ ℤ)
45 eulerth.2 . . . . . . . . . . . 12 𝑆 = {𝑦 ∈ (0..^𝑁) ∣ (𝑦 gcd 𝑁) = 1}
46 ssrab2 3333 . . . . . . . . . . . 12 {𝑦 ∈ (0..^𝑁) ∣ (𝑦 gcd 𝑁) = 1} ⊆ (0..^𝑁)
4745, 46eqsstri 3280 . . . . . . . . . . 11 𝑆 ⊆ (0..^𝑁)
48 fzo0ssnn0 10635 . . . . . . . . . . 11 (0..^𝑁) ⊆ ℕ0
4947, 48sstri 3257 . . . . . . . . . 10 𝑆 ⊆ ℕ0
50 nn0ssz 9664 . . . . . . . . . 10 0 ⊆ ℤ
5149, 50sstri 3257 . . . . . . . . 9 𝑆 ⊆ ℤ
52 eulerth.4 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐹:(1...(ϕ‘𝑁))–1-1-onto𝑆)
53 f1of 5639 . . . . . . . . . . 11 (𝐹:(1...(ϕ‘𝑁))–1-1-onto𝑆𝐹:(1...(ϕ‘𝑁))⟶𝑆)
5452, 53syl 14 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐹:(1...(ϕ‘𝑁))⟶𝑆)
55 1nn 9316 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℕ
5655a1i 9 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 1 ∈ ℕ)
573nnge1d 9348 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 1 ≤ (ϕ‘𝑁))
58 elfz1b 10499 . . . . . . . . . . 11 (1 ∈ (1...(ϕ‘𝑁)) ↔ (1 ∈ ℕ ∧ (ϕ‘𝑁) ∈ ℕ ∧ 1 ≤ (ϕ‘𝑁)))
5956, 3, 57, 58syl3anbrc 1212 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 1 ∈ (1...(ϕ‘𝑁)))
6054, 59ffvelcdmd 5844 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹‘1) ∈ 𝑆)
6151, 60sselid 3246 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐹‘1) ∈ ℤ)
6244, 61zmulcld 9776 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴 · (𝐹‘1)) ∈ ℤ)
63 zq 10028 . . . . . . 7 ((𝐴 · (𝐹‘1)) ∈ ℤ → (𝐴 · (𝐹‘1)) ∈ ℚ)
6462, 63syl 14 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 · (𝐹‘1)) ∈ ℚ)
65 nnq 10035 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℚ)
662, 65syl 14 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ∈ ℚ)
672nngt0d 9349 . . . . . 6 (𝜑 → 0 < 𝑁)
68 modqabs2 10797 . . . . . 6 (((𝐴 · (𝐹‘1)) ∈ ℚ ∧ 𝑁 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑁) → (((𝐴 · (𝐹‘1)) mod 𝑁) mod 𝑁) = ((𝐴 · (𝐹‘1)) mod 𝑁))
6964, 66, 67, 68syl3anc 1278 . . . . 5 (𝜑 → (((𝐴 · (𝐹‘1)) mod 𝑁) mod 𝑁) = ((𝐴 · (𝐹‘1)) mod 𝑁))
70 1z 9672 . . . . . . 7 1 ∈ ℤ
7162, 2zmodcld 10784 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐴 · (𝐹‘1)) mod 𝑁) ∈ ℕ0)
7271nn0cnd 9624 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐴 · (𝐹‘1)) mod 𝑁) ∈ ℂ)
73 fveq2 5695 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 1 → (𝐹𝑥) = (𝐹‘1))
7473oveq2d 6101 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 1 → (𝐴 · (𝐹𝑥)) = (𝐴 · (𝐹‘1)))
7574oveq1d 6100 . . . . . . . 8 (𝑥 = 1 → ((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) = ((𝐴 · (𝐹‘1)) mod 𝑁))
7675fprod1 12363 . . . . . . 7 ((1 ∈ ℤ ∧ ((𝐴 · (𝐹‘1)) mod 𝑁) ∈ ℂ) → ∏𝑥 ∈ (1...1)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) = ((𝐴 · (𝐹‘1)) mod 𝑁))
7770, 72, 76sylancr 418 . . . . . 6 (𝜑 → ∏𝑥 ∈ (1...1)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) = ((𝐴 · (𝐹‘1)) mod 𝑁))
7877oveq1d 6100 . . . . 5 (𝜑 → (∏𝑥 ∈ (1...1)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁) = (((𝐴 · (𝐹‘1)) mod 𝑁) mod 𝑁))
7944zcnd 9771 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
8079exp1d 11108 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴↑1) = 𝐴)
81 nn0sscn 9570 . . . . . . . . . 10 0 ⊆ ℂ
8249, 81sstri 3257 . . . . . . . . 9 𝑆 ⊆ ℂ
8382, 60sselid 3246 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐹‘1) ∈ ℂ)
8473fprod1 12363 . . . . . . . 8 ((1 ∈ ℤ ∧ (𝐹‘1) ∈ ℂ) → ∏𝑥 ∈ (1...1)(𝐹𝑥) = (𝐹‘1))
8570, 83, 84sylancr 418 . . . . . . 7 (𝜑 → ∏𝑥 ∈ (1...1)(𝐹𝑥) = (𝐹‘1))
8680, 85oveq12d 6103 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐴↑1) · ∏𝑥 ∈ (1...1)(𝐹𝑥)) = (𝐴 · (𝐹‘1)))
8786oveq1d 6100 . . . . 5 (𝜑 → (((𝐴↑1) · ∏𝑥 ∈ (1...1)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = ((𝐴 · (𝐹‘1)) mod 𝑁))
8869, 78, 873eqtr4rd 2282 . . . 4 (𝜑 → (((𝐴↑1) · ∏𝑥 ∈ (1...1)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...1)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))
8988a1i 9 . . 3 ((ϕ‘𝑁) ∈ (ℤ‘1) → (𝜑 → (((𝐴↑1) · ∏𝑥 ∈ (1...1)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...1)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)))
9044adantr 276 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → 𝐴 ∈ ℤ)
91 elfzo1 10605 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁)) ↔ (𝑘 ∈ ℕ ∧ (ϕ‘𝑁) ∈ ℕ ∧ 𝑘 < (ϕ‘𝑁)))
9291simp1bi 1043 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁)) → 𝑘 ∈ ℕ)
9392adantl 277 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → 𝑘 ∈ ℕ)
9493nnnn0d 9622 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → 𝑘 ∈ ℕ0)
95 zexpcl 10993 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐴𝑘) ∈ ℤ)
9690, 94, 95syl2anc 415 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (𝐴𝑘) ∈ ℤ)
9770a1i 9 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → 1 ∈ ℤ)
9893nnzd 9769 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → 𝑘 ∈ ℤ)
9997, 98fzfigd 10870 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (1...𝑘) ∈ Fin)
10054ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → 𝐹:(1...(ϕ‘𝑁))⟶𝑆)
101 elfzelz 10430 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 ∈ (1...𝑘) → 𝑥 ∈ ℤ)
102101zred 9770 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 ∈ (1...𝑘) → 𝑥 ∈ ℝ)
103102adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → 𝑥 ∈ ℝ)
1043nnzd 9769 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (ϕ‘𝑁) ∈ ℤ)
105104ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → (ϕ‘𝑁) ∈ ℤ)
106105zred 9770 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → (ϕ‘𝑁) ∈ ℝ)
10793nnred 9318 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → 𝑘 ∈ ℝ)
108107adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → 𝑘 ∈ ℝ)
109 elfzle2 10434 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 ∈ (1...𝑘) → 𝑥𝑘)
110109adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → 𝑥𝑘)
111 elfzolt2 10566 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁)) → 𝑘 < (ϕ‘𝑁))
112111ad2antlr 493 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → 𝑘 < (ϕ‘𝑁))
113103, 108, 106, 110, 112lelttrd 8451 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → 𝑥 < (ϕ‘𝑁))
114103, 106, 113ltled 8445 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → 𝑥 ≤ (ϕ‘𝑁))
115 elfzuz 10426 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 ∈ (1...𝑘) → 𝑥 ∈ (ℤ‘1))
116 elfz5 10422 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑥 ∈ (ℤ‘1) ∧ (ϕ‘𝑁) ∈ ℤ) → (𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁)) ↔ 𝑥 ≤ (ϕ‘𝑁)))
117115, 105, 116syl2an2 602 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → (𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁)) ↔ 𝑥 ≤ (ϕ‘𝑁)))
118114, 117mpbird 167 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → 𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁)))
119100, 118ffvelcdmd 5844 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → (𝐹𝑥) ∈ 𝑆)
12051, 119sselid 3246 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → (𝐹𝑥) ∈ ℤ)
12199, 120fprodzcl 12378 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥) ∈ ℤ)
12296, 121zmulcld 9776 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) ∈ ℤ)
123 zq 10028 . . . . . . . . . 10 (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) ∈ ℤ → ((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) ∈ ℚ)
124122, 123syl 14 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) ∈ ℚ)
125124adantr 276 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) → ((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) ∈ ℚ)
12690adantr 276 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → 𝐴 ∈ ℤ)
127126, 120zmulcld 9776 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → (𝐴 · (𝐹𝑥)) ∈ ℤ)
1282ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → 𝑁 ∈ ℕ)
129127, 128zmodcld 10784 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → ((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) ∈ ℕ0)
130129nn0zd 9768 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...𝑘)) → ((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) ∈ ℤ)
13199, 130fprodzcl 12378 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) ∈ ℤ)
132 zq 10028 . . . . . . . . . 10 (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) ∈ ℤ → ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) ∈ ℚ)
133131, 132syl 14 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) ∈ ℚ)
134133adantr 276 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) → ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) ∈ ℚ)
13544ad2antrr 492 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) → 𝐴 ∈ ℤ)
13654ad2antrr 492 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) → 𝐹:(1...(ϕ‘𝑁))⟶𝑆)
137 fzofzp1 10647 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁)) → (𝑘 + 1) ∈ (1...(ϕ‘𝑁)))
138137ad2antlr 493 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) → (𝑘 + 1) ∈ (1...(ϕ‘𝑁)))
139136, 138ffvelcdmd 5844 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑆)
14051, 139sselid 3246 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℤ)
141135, 140zmulcld 9776 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) → (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) ∈ ℤ)
14266ad2antrr 492 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) → 𝑁 ∈ ℚ)
14367ad2antrr 492 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) → 0 < 𝑁)
144 simpr 110 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) → (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))
145125, 134, 141, 142, 143, 144modqmul1 10816 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) → ((((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) · (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1)))) mod 𝑁) = ((∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) · (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1)))) mod 𝑁))
146145ex 115 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ((((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁) → ((((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) · (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1)))) mod 𝑁) = ((∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) · (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1)))) mod 𝑁)))
14796zcnd 9771 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (𝐴𝑘) ∈ ℂ)
148121zcnd 9771 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥) ∈ ℂ)
14979adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → 𝐴 ∈ ℂ)
15054adantr 276 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → 𝐹:(1...(ϕ‘𝑁))⟶𝑆)
151137adantl 277 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (𝑘 + 1) ∈ (1...(ϕ‘𝑁)))
152150, 151ffvelcdmd 5844 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑆)
15382, 152sselid 3246 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℂ)
154147, 148, 149, 153mul4d 8481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) · (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1)))) = (((𝐴𝑘) · 𝐴) · (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥) · (𝐹‘(𝑘 + 1)))))
155149, 94expp1d 11114 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (𝐴↑(𝑘 + 1)) = ((𝐴𝑘) · 𝐴))
156 elfzouz 10560 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁)) → 𝑘 ∈ (ℤ‘1))
157156adantl 277 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → 𝑘 ∈ (ℤ‘1))
158150adantr 276 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → 𝐹:(1...(ϕ‘𝑁))⟶𝑆)
159 elfzelz 10430 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1)) → 𝑥 ∈ ℤ)
160159zred 9770 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1)) → 𝑥 ∈ ℝ)
161160adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → 𝑥 ∈ ℝ)
162 peano2re 8462 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 ∈ ℝ → (𝑘 + 1) ∈ ℝ)
163107, 162syl 14 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (𝑘 + 1) ∈ ℝ)
164163adantr 276 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ∈ ℝ)
165104ad2antrr 492 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → (ϕ‘𝑁) ∈ ℤ)
166165zred 9770 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → (ϕ‘𝑁) ∈ ℝ)
167 elfzle2 10434 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1)) → 𝑥 ≤ (𝑘 + 1))
168167adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → 𝑥 ≤ (𝑘 + 1))
169137ad2antlr 493 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ∈ (1...(ϕ‘𝑁)))
170 elfzle2 10434 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑘 + 1) ∈ (1...(ϕ‘𝑁)) → (𝑘 + 1) ≤ (ϕ‘𝑁))
171169, 170syl 14 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → (𝑘 + 1) ≤ (ϕ‘𝑁))
172161, 164, 166, 168, 171letrd 8450 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → 𝑥 ≤ (ϕ‘𝑁))
173 elfzuz 10426 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1)) → 𝑥 ∈ (ℤ‘1))
174173, 165, 116syl2an2 602 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → (𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁)) ↔ 𝑥 ≤ (ϕ‘𝑁)))
175172, 174mpbird 167 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → 𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁)))
176158, 175ffvelcdmd 5844 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → (𝐹𝑥) ∈ 𝑆)
17782, 176sselid 3246 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → (𝐹𝑥) ∈ ℂ)
178 fveq2 5695 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝑘 + 1) → (𝐹𝑥) = (𝐹‘(𝑘 + 1)))
179157, 177, 178fprodp1 12369 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))(𝐹𝑥) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥) · (𝐹‘(𝑘 + 1))))
180155, 179oveq12d 6103 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ((𝐴↑(𝑘 + 1)) · ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))(𝐹𝑥)) = (((𝐴𝑘) · 𝐴) · (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥) · (𝐹‘(𝑘 + 1)))))
181154, 180eqtr4d 2274 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) · (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1)))) = ((𝐴↑(𝑘 + 1)) · ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))(𝐹𝑥)))
182181oveq1d 6100 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ((((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) · (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1)))) mod 𝑁) = (((𝐴↑(𝑘 + 1)) · ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))(𝐹𝑥)) mod 𝑁))
18351, 152sselid 3246 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ ℤ)
18490, 183zmulcld 9776 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) ∈ ℤ)
1852adantr 276 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → 𝑁 ∈ ℕ)
186184, 185zmodcld 10784 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁) ∈ ℕ0)
187186nn0zd 9768 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁) ∈ ℤ)
188 zq 10028 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁) ∈ ℤ → ((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁) ∈ ℚ)
189187, 188syl 14 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁) ∈ ℚ)
190 zq 10028 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) ∈ ℤ → (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) ∈ ℚ)
191184, 190syl 14 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) ∈ ℚ)
19266adantr 276 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → 𝑁 ∈ ℚ)
19367adantr 276 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → 0 < 𝑁)
194 modqabs2 10797 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) ∈ ℚ ∧ 𝑁 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑁) → (((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁) mod 𝑁) = ((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁))
195191, 192, 193, 194syl3anc 1278 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁) mod 𝑁) = ((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁))
196189, 191, 131, 192, 193, 195modqmul1 10816 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ((((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁)) mod 𝑁) = (((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁)) mod 𝑁))
19790adantr 276 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → 𝐴 ∈ ℤ)
19851, 176sselid 3246 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → (𝐹𝑥) ∈ ℤ)
199197, 198zmulcld 9776 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → (𝐴 · (𝐹𝑥)) ∈ ℤ)
200185adantr 276 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → 𝑁 ∈ ℕ)
201199, 200zmodcld 10784 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → ((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) ∈ ℕ0)
202201nn0cnd 9624 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))) → ((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) ∈ ℂ)
203178oveq2d 6101 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑘 + 1) → (𝐴 · (𝐹𝑥)) = (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))))
204203oveq1d 6100 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝑘 + 1) → ((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) = ((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁))
205157, 202, 204fprodp1 12369 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) · ((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁)))
206186nn0cnd 9624 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁) ∈ ℂ)
207131zcnd 9771 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) ∈ ℂ)
208206, 207mulcomd 8347 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁)) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) · ((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁)))
209205, 208eqtr4d 2274 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁)))
210209oveq1d 6100 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁) = ((((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) mod 𝑁) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁)) mod 𝑁))
211149, 153mulcld 8346 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) ∈ ℂ)
212207, 211mulcomd 8347 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) · (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1)))) = ((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁)))
213212oveq1d 6100 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ((∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) · (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1)))) mod 𝑁) = (((𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1))) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁)) mod 𝑁))
214196, 210, 2133eqtr4rd 2282 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ((∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) · (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1)))) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))
215182, 214eqeq12d 2253 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → (((((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) · (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1)))) mod 𝑁) = ((∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) · (𝐴 · (𝐹‘(𝑘 + 1)))) mod 𝑁) ↔ (((𝐴↑(𝑘 + 1)) · ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)))
216146, 215sylibd 149 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁))) → ((((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁) → (((𝐴↑(𝑘 + 1)) · ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)))
217216expcom 116 . . . 4 (𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁)) → (𝜑 → ((((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁) → (((𝐴↑(𝑘 + 1)) · ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))))
218217a2d 26 . . 3 (𝑘 ∈ (1..^(ϕ‘𝑁)) → ((𝜑 → (((𝐴𝑘) · ∏𝑥 ∈ (1...𝑘)(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...𝑘)((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)) → (𝜑 → (((𝐴↑(𝑘 + 1)) · ∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...(𝑘 + 1))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))))
21916, 25, 34, 43, 89, 218fzind2 10660 . 2 ((ϕ‘𝑁) ∈ (1...(ϕ‘𝑁)) → (𝜑 → (((𝐴↑(ϕ‘𝑁)) · ∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁)))
2207, 219mpcom 36 1 (𝜑 → (((𝐴↑(ϕ‘𝑁)) · ∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))(𝐹𝑥)) mod 𝑁) = (∏𝑥 ∈ (1...(ϕ‘𝑁))((𝐴 · (𝐹𝑥)) mod 𝑁) mod 𝑁))
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 104  wb 105  w3a 1009   = wceq 1402  wcel 2209  {crab 2532   class class class wbr 4130  wf 5373  1-1-ontowf1o 5376  cfv 5377  (class class class)co 6085  cc 8177  cr 8178  0cc0 8179  1c1 8180   + caddc 8182   · cmul 8184   < clt 8360  cle 8361  cn 9305  0cn0 9565  cz 9646  cuz 9923  cq 10021  ...cfz 10413  ..^cfzo 10551   mod cmo 10761  cexp 10977  cprod 12319   gcd cgcd 12732  ϕcphi 12989
This proof depends on 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 4246  ax-sep 4249  ax-nul 4259  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-iinf 4735  ax-cnex 8270  ax-resscn 8271  ax-1cn 8272  ax-1re 8273  ax-icn 8274  ax-addcl 8275  ax-addrcl 8276  ax-mulcl 8277  ax-mulrcl 8278  ax-addcom 8279  ax-mulcom 8280  ax-addass 8281  ax-mulass 8282  ax-distr 8283  ax-i2m1 8284  ax-0lt1 8285  ax-1rid 8286  ax-0id 8287  ax-rnegex 8288  ax-precex 8289  ax-cnre 8290  ax-pre-ltirr 8291  ax-pre-ltwlin 8292  ax-pre-lttrn 8293  ax-pre-apti 8294  ax-pre-ltadd 8295  ax-pre-mulgt0 8296  ax-pre-mulext 8297  ax-arch 8298  ax-caucvg 8299
This proof depends on definitions:  df-bi 117  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 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-tr 4230  df-id 4438  df-po 4441  df-iso 4442  df-iord 4511  df-on 4513  df-ilim 4514  df-suc 4516  df-iom 4738  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-isom 5386  df-riota 6038  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-1st 6374  df-2nd 6375  df-recs 6576  df-irdg 6641  df-frec 6662  df-1o 6687  df-oadd 6691  df-er 6807  df-en 7023  df-dom 7024  df-fin 7025  df-sup 7324  df-pnf 8362  df-mnf 8363  df-xr 8364  df-ltxr 8365  df-le 8366  df-sub 8499  df-neg 8500  df-reap 8904  df-ap 8911  df-div 9004  df-inn 9306  df-2 9364  df-3 9365  df-4 9366  df-n0 9566  df-z 9647  df-uz 9924  df-q 10022  df-rp 10057  df-fz 10414  df-fzo 10552  df-fl 10707  df-mod 10762  df-seqfrec 10887  df-exp 10978  df-ihash 11217  df-cj 11609  df-re 11610  df-im 11611  df-rsqrt 11766  df-abs 11767  df-clim 12047  df-proddc 12320  df-dvds 12557  df-gcd 12733  df-phi 12991
This theorem is used by:  eulerthlemth  13012
  Copyright terms: Public domain W3C validator