Theorem modqaddmulmod 10621

Description: The sum of a rational number and the product of a second rational number modulo a modulus and an integer equals the sum of the rational number and the product of the other rational number and the integer modulo the modulus. (Contributed by Jim Kingdon, 26-Oct-2021.)

Assertion

Ref	Expression
modqaddmulmod	⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((𝐴 + ((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶)) mod 𝑀) = ((𝐴 + (𝐵 · 𝐶)) mod 𝑀))

Proof of Theorem modqaddmulmod

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpl1 1024	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 𝐴 ∈ ℚ)
2		qcn 9837	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈ ℂ)
3	1, 2	syl 14	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 𝐴 ∈ ℂ)
4		simpl2 1025	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 𝐵 ∈ ℚ)
5		simprl 529	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 𝑀 ∈ ℚ)
6		simprr 531	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 0 < 𝑀)
7	4, 5, 6	modqcld 10558	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (𝐵 mod 𝑀) ∈ ℚ)
8		simpl3 1026	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 𝐶 ∈ ℤ)
9		zq 9829	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → 𝐶 ∈ ℚ)
10	8, 9	syl 14	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 𝐶 ∈ ℚ)
11		qmulcl 9840	. . . . . 6 ⊢ (((𝐵 mod 𝑀) ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℚ) → ((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶) ∈ ℚ)
12	7, 10, 11	syl2anc 411	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶) ∈ ℚ)
13		qcn 9837	. . . . 5 ⊢ (((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶) ∈ ℚ → ((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶) ∈ ℂ)
14	12, 13	syl 14	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶) ∈ ℂ)
15	3, 14	addcomd 8305	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (𝐴 + ((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶)) = (((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶) + 𝐴))
16	15	oveq1d 6022	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((𝐴 + ((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶)) mod 𝑀) = ((((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶) + 𝐴) mod 𝑀))
17	9	3ad2ant3 1044	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → 𝐶 ∈ ℚ)
18	17	adantr 276	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 𝐶 ∈ ℚ)
19	7, 18, 11	syl2anc 411	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶) ∈ ℚ)
20		qmulcl 9840	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℚ) → (𝐵 · 𝐶) ∈ ℚ)
21	4, 18, 20	syl2anc 411	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (𝐵 · 𝐶) ∈ ℚ)
22	21, 5, 6	modqcld 10558	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((𝐵 · 𝐶) mod 𝑀) ∈ ℚ)
23		modqmulmod 10619	. . . . 5 ⊢ (((𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶) mod 𝑀) = ((𝐵 · 𝐶) mod 𝑀))
24	23	3adantl1 1177	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶) mod 𝑀) = ((𝐵 · 𝐶) mod 𝑀))
25		modqabs2 10588	. . . . 5 ⊢ (((𝐵 · 𝐶) ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀) → (((𝐵 · 𝐶) mod 𝑀) mod 𝑀) = ((𝐵 · 𝐶) mod 𝑀))
26	21, 5, 6, 25	syl3anc 1271	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (((𝐵 · 𝐶) mod 𝑀) mod 𝑀) = ((𝐵 · 𝐶) mod 𝑀))
27	24, 26	eqtr4d 2265	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶) mod 𝑀) = (((𝐵 · 𝐶) mod 𝑀) mod 𝑀))
28	19, 22, 1, 5, 6, 27	modqadd1 10591	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶) + 𝐴) mod 𝑀) = ((((𝐵 · 𝐶) mod 𝑀) + 𝐴) mod 𝑀))
29		modqaddmod 10593	. . . 4 ⊢ ((((𝐵 · 𝐶) ∈ ℚ ∧ 𝐴 ∈ ℚ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((((𝐵 · 𝐶) mod 𝑀) + 𝐴) mod 𝑀) = (((𝐵 · 𝐶) + 𝐴) mod 𝑀))
30	21, 1, 5, 6, 29	syl22anc 1272	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((((𝐵 · 𝐶) mod 𝑀) + 𝐴) mod 𝑀) = (((𝐵 · 𝐶) + 𝐴) mod 𝑀))
31		qcn 9837	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵 · 𝐶) ∈ ℚ → (𝐵 · 𝐶) ∈ ℂ)
32	21, 31	syl 14	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (𝐵 · 𝐶) ∈ ℂ)
33	32, 3	addcomd 8305	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((𝐵 · 𝐶) + 𝐴) = (𝐴 + (𝐵 · 𝐶)))
34	33	oveq1d 6022	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (((𝐵 · 𝐶) + 𝐴) mod 𝑀) = ((𝐴 + (𝐵 · 𝐶)) mod 𝑀))
35	30, 34	eqtrd 2262	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((((𝐵 · 𝐶) mod 𝑀) + 𝐴) mod 𝑀) = ((𝐴 + (𝐵 · 𝐶)) mod 𝑀))
36	16, 28, 35	3eqtrd 2266	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((𝐴 + ((𝐵 mod 𝑀) · 𝐶)) mod 𝑀) = ((𝐴 + (𝐵 · 𝐶)) mod 𝑀))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ∧ w3a 1002   = wceq 1395   ∈ wcel 2200   class class class wbr 4083  (class class class)co 6007  ℂcc 8005  0cc0 8007   + caddc 8010   · cmul 8012   < clt 8189  ℤcz 9454  ℚcq 9822   mod cmo 10552

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 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-sep 4202  ax-pow 4258  ax-pr 4293  ax-un 4524  ax-setind 4629  ax-cnex 8098  ax-resscn 8099  ax-1cn 8100  ax-1re 8101  ax-icn 8102  ax-addcl 8103  ax-addrcl 8104  ax-mulcl 8105  ax-mulrcl 8106  ax-addcom 8107  ax-mulcom 8108  ax-addass 8109  ax-mulass 8110  ax-distr 8111  ax-i2m1 8112  ax-0lt1 8113  ax-1rid 8114  ax-0id 8115  ax-rnegex 8116  ax-precex 8117  ax-cnre 8118  ax-pre-ltirr 8119  ax-pre-ltwlin 8120  ax-pre-lttrn 8121  ax-pre-apti 8122  ax-pre-ltadd 8123  ax-pre-mulgt0 8124  ax-pre-mulext 8125  ax-arch 8126

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3889  df-int 3924  df-iun 3967  df-br 4084  df-opab 4146  df-mpt 4147  df-id 4384  df-po 4387  df-iso 4388  df-xp 4725  df-rel 4726  df-cnv 4727  df-co 4728  df-dm 4729  df-rn 4730  df-res 4731  df-ima 4732  df-iota 5278  df-fun 5320  df-fn 5321  df-f 5322  df-fv 5326  df-riota 5960  df-ov 6010  df-oprab 6011  df-mpo 6012  df-1st 6292  df-2nd 6293  df-pnf 8191  df-mnf 8192  df-xr 8193  df-ltxr 8194  df-le 8195  df-sub 8327  df-neg 8328  df-reap 8730  df-ap 8737  df-div 8828  df-inn 9119  df-n0 9378  df-z 9455  df-q 9823  df-rp 9858  df-fl 10498  df-mod 10553

This theorem is referenced by:  modprm0  12785  modprmn0modprm0  12787