Theorem modprminv 13058

Description: Show an explicit expression for the modular inverse of 𝐴 mod 𝑃. This is an application of prmdiv 13043. (Contributed by Alexander van der Vekens, 15-May-2018.)

Hypothesis

Ref	Expression
modprminv.1	⊢ 𝑅 = ((𝐴↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)

Assertion

Ref	Expression
modprminv	⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝑃 ∥ 𝐴) → (𝑅 ∈ (1...(𝑃 − 1)) ∧ ((𝐴 · 𝑅) mod 𝑃) = 1))

Proof of Theorem modprminv

Step	Hyp	Ref	Expression
1		modprminv.1	. . 3 ⊢ 𝑅 = ((𝐴↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)
2	1	prmdiv 13043	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝑃 ∥ 𝐴) → (𝑅 ∈ (1...(𝑃 − 1)) ∧ 𝑃 ∥ ((𝐴 · 𝑅) − 1)))
3		elfzelz 10446	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ (1...(𝑃 − 1)) → 𝑅 ∈ ℤ)
4		zmulcl 9710	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ ℤ) → (𝐴 · 𝑅) ∈ ℤ)
5	3, 4	sylan2 286	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ (1...(𝑃 − 1))) → (𝐴 · 𝑅) ∈ ℤ)
6		modprm1div 13056	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 · 𝑅) ∈ ℤ) → (((𝐴 · 𝑅) mod 𝑃) = 1 ↔ 𝑃 ∥ ((𝐴 · 𝑅) − 1)))
7	5, 6	sylan2 286	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑅 ∈ (1...(𝑃 − 1)))) → (((𝐴 · 𝑅) mod 𝑃) = 1 ↔ 𝑃 ∥ ((𝐴 · 𝑅) − 1)))
8	7	expr 375	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝑅 ∈ (1...(𝑃 − 1)) → (((𝐴 · 𝑅) mod 𝑃) = 1 ↔ 𝑃 ∥ ((𝐴 · 𝑅) − 1))))
9	8	3adant3 1048	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝑃 ∥ 𝐴) → (𝑅 ∈ (1...(𝑃 − 1)) → (((𝐴 · 𝑅) mod 𝑃) = 1 ↔ 𝑃 ∥ ((𝐴 · 𝑅) − 1))))
10	9	pm5.32d 454	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝑃 ∥ 𝐴) → ((𝑅 ∈ (1...(𝑃 − 1)) ∧ ((𝐴 · 𝑅) mod 𝑃) = 1) ↔ (𝑅 ∈ (1...(𝑃 − 1)) ∧ 𝑃 ∥ ((𝐴 · 𝑅) − 1))))
11	2, 10	mpbird 167	1 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝑃 ∥ 𝐴) → (𝑅 ∈ (1...(𝑃 − 1)) ∧ ((𝐴 · 𝑅) mod 𝑃) = 1))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 1009   = wceq 1402   ∈ wcel 2209   class class class wbr 4131  (class class class)co 6088  1c1 8187   · cmul 8191   − cmin 8505  2c2 9365  ℤcz 9656  ...cfz 10429   mod cmo 10781  ↑cexp 10997   ∥ cdvds 12580  ℙcprime 12911

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 4248  ax-sep 4251  ax-nul 4261  ax-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-setind 4686  ax-iinf 4737  ax-cnex 8277  ax-resscn 8278  ax-1cn 8279  ax-1re 8280  ax-icn 8281  ax-addcl 8282  ax-addrcl 8283  ax-mulcl 8284  ax-mulrcl 8285  ax-addcom 8286  ax-mulcom 8287  ax-addass 8288  ax-mulass 8289  ax-distr 8290  ax-i2m1 8291  ax-0lt1 8292  ax-1rid 8293  ax-0id 8294  ax-rnegex 8295  ax-precex 8296  ax-cnre 8297  ax-pre-ltirr 8298  ax-pre-ltwlin 8299  ax-pre-lttrn 8300  ax-pre-apti 8301  ax-pre-ltadd 8302  ax-pre-mulgt0 8303  ax-pre-mulext 8304  ax-arch 8305  ax-caucvg 8306

This proof 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 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-tr 4232  df-id 4440  df-po 4443  df-iso 4444  df-iord 4513  df-on 4515  df-ilim 4516  df-suc 4518  df-iom 4740  df-xp 4782  df-rel 4783  df-cnv 4784  df-co 4785  df-dm 4786  df-rn 4787  df-res 4788  df-ima 4789  df-iota 5340  df-fun 5382  df-fn 5383  df-f 5384  df-f1 5385  df-fo 5386  df-f1o 5387  df-fv 5388  df-isom 5389  df-riota 6041  df-ov 6091  df-oprab 6092  df-mpo 6093  df-1st 6378  df-2nd 6379  df-recs 6580  df-irdg 6645  df-frec 6666  df-1o 6691  df-2o 6692  df-oadd 6695  df-er 6811  df-en 7028  df-dom 7029  df-fin 7030  df-sup 7331  df-pnf 8369  df-mnf 8370  df-xr 8371  df-ltxr 8372  df-le 8373  df-sub 8507  df-neg 8508  df-reap 8912  df-ap 8919  df-div 9012  df-inn 9315  df-2 9373  df-3 9374  df-4 9375  df-n0 9576  df-z 9657  df-uz 9939  df-q 10037  df-rp 10073  df-fz 10430  df-fzo 10568  df-fl 10723  df-mod 10782  df-seqfrec 10907  df-exp 10998  df-ihash 11238  df-cj 11630  df-re 11631  df-im 11632  df-rsqrt 11787  df-abs 11788  df-clim 12071  df-proddc 12344  df-dvds 12581  df-gcd 12757  df-prm 12912  df-phi 13019

This theorem is used by:  powm2modprm  13061  reumodprminv  13062