Theorem modqdi 10574

Description: Distribute multiplication over a modulo operation. (Contributed by Jim Kingdon, 26-Oct-2021.)

Assertion

Ref	Expression
modqdi	⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐴 · (𝐵 mod 𝐶)) = ((𝐴 · 𝐵) mod (𝐴 · 𝐶)))

Proof of Theorem modqdi

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp1l 1024	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐴 ∈ ℚ)
2		qcn 9790	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈ ℂ)
3	1, 2	syl 14	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐴 ∈ ℂ)
4		simp2 1001	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐵 ∈ ℚ)
5		qcn 9790	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ ℚ → 𝐵 ∈ ℂ)
6	4, 5	syl 14	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐵 ∈ ℂ)
7		simp3l 1028	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐶 ∈ ℚ)
8		simp3r 1029	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 0 < 𝐶)
9	8	gt0ne0d 8620	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐶 ≠ 0)
10		qdivcl 9799	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ≠ 0) → (𝐵 / 𝐶) ∈ ℚ)
11	4, 7, 9, 10	syl3anc 1250	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐵 / 𝐶) ∈ ℚ)
12	11	flqcld 10457	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (⌊‘(𝐵 / 𝐶)) ∈ ℤ)
13		zq 9782	. . . . . . 7 ⊢ ((⌊‘(𝐵 / 𝐶)) ∈ ℤ → (⌊‘(𝐵 / 𝐶)) ∈ ℚ)
14	12, 13	syl 14	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (⌊‘(𝐵 / 𝐶)) ∈ ℚ)
15		qmulcl 9793	. . . . . 6 ⊢ ((𝐶 ∈ ℚ ∧ (⌊‘(𝐵 / 𝐶)) ∈ ℚ) → (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))) ∈ ℚ)
16	7, 14, 15	syl2anc 411	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))) ∈ ℚ)
17		qcn 9790	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))) ∈ ℚ → (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))) ∈ ℂ)
18	16, 17	syl 14	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))) ∈ ℂ)
19	3, 6, 18	subdid 8521	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐴 · (𝐵 − (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))))) = ((𝐴 · 𝐵) − (𝐴 · (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))))))
20		qcn 9790	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐶 ∈ ℚ → 𝐶 ∈ ℂ)
21	7, 20	syl 14	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐶 ∈ ℂ)
22		qre 9781	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐶 ∈ ℚ → 𝐶 ∈ ℝ)
23	7, 22	syl 14	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐶 ∈ ℝ)
24	23, 8	gt0ap0d 8737	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐶 # 0)
25		qre 9781	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈ ℝ)
26	1, 25	syl 14	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐴 ∈ ℝ)
27		simp1r 1025	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 0 < 𝐴)
28	26, 27	gt0ap0d 8737	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐴 # 0)
29	6, 21, 3, 24, 28	divcanap5d 8925	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → ((𝐴 · 𝐵) / (𝐴 · 𝐶)) = (𝐵 / 𝐶))
30	29	fveq2d 5603	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (⌊‘((𝐴 · 𝐵) / (𝐴 · 𝐶))) = (⌊‘(𝐵 / 𝐶)))
31	30	oveq2d 5983	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → ((𝐴 · 𝐶) · (⌊‘((𝐴 · 𝐵) / (𝐴 · 𝐶)))) = ((𝐴 · 𝐶) · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))))
32	12	zcnd 9531	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (⌊‘(𝐵 / 𝐶)) ∈ ℂ)
33	3, 21, 32	mulassd 8131	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → ((𝐴 · 𝐶) · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))) = (𝐴 · (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶)))))
34	31, 33	eqtr2d 2241	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐴 · (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶)))) = ((𝐴 · 𝐶) · (⌊‘((𝐴 · 𝐵) / (𝐴 · 𝐶)))))
35	34	oveq2d 5983	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → ((𝐴 · 𝐵) − (𝐴 · (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))))) = ((𝐴 · 𝐵) − ((𝐴 · 𝐶) · (⌊‘((𝐴 · 𝐵) / (𝐴 · 𝐶))))))
36	19, 35	eqtrd 2240	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐴 · (𝐵 − (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))))) = ((𝐴 · 𝐵) − ((𝐴 · 𝐶) · (⌊‘((𝐴 · 𝐵) / (𝐴 · 𝐶))))))
37		modqval 10506	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶) → (𝐵 mod 𝐶) = (𝐵 − (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶)))))
38	4, 7, 8, 37	syl3anc 1250	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐵 mod 𝐶) = (𝐵 − (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶)))))
39	38	oveq2d 5983	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐴 · (𝐵 mod 𝐶)) = (𝐴 · (𝐵 − (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))))))
40		qmulcl 9793	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐵 ∈ ℚ) → (𝐴 · 𝐵) ∈ ℚ)
41	1, 4, 40	syl2anc 411	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐴 · 𝐵) ∈ ℚ)
42		qmulcl 9793	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℚ) → (𝐴 · 𝐶) ∈ ℚ)
43	1, 7, 42	syl2anc 411	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐴 · 𝐶) ∈ ℚ)
44	26, 23, 27, 8	mulgt0d 8230	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 0 < (𝐴 · 𝐶))
45		modqval 10506	. . 3 ⊢ (((𝐴 · 𝐵) ∈ ℚ ∧ (𝐴 · 𝐶) ∈ ℚ ∧ 0 < (𝐴 · 𝐶)) → ((𝐴 · 𝐵) mod (𝐴 · 𝐶)) = ((𝐴 · 𝐵) − ((𝐴 · 𝐶) · (⌊‘((𝐴 · 𝐵) / (𝐴 · 𝐶))))))
46	41, 43, 44, 45	syl3anc 1250	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → ((𝐴 · 𝐵) mod (𝐴 · 𝐶)) = ((𝐴 · 𝐵) − ((𝐴 · 𝐶) · (⌊‘((𝐴 · 𝐵) / (𝐴 · 𝐶))))))
47	36, 39, 46	3eqtr4d 2250	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐴 · (𝐵 mod 𝐶)) = ((𝐴 · 𝐵) mod (𝐴 · 𝐶)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ∧ w3a 981   = wceq 1373   ∈ wcel 2178   ≠ wne 2378   class class class wbr 4059  ‘cfv 5290  (class class class)co 5967  ℂcc 7958  ℝcr 7959  0cc0 7960   · cmul 7965   < clt 8142   − cmin 8278   / cdiv 8780  ℤcz 9407  ℚcq 9775  ⌊cfl 10448   mod cmo 10504

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 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2180  ax-14 2181  ax-ext 2189  ax-sep 4178  ax-pow 4234  ax-pr 4269  ax-un 4498  ax-setind 4603  ax-cnex 8051  ax-resscn 8052  ax-1cn 8053  ax-1re 8054  ax-icn 8055  ax-addcl 8056  ax-addrcl 8057  ax-mulcl 8058  ax-mulrcl 8059  ax-addcom 8060  ax-mulcom 8061  ax-addass 8062  ax-mulass 8063  ax-distr 8064  ax-i2m1 8065  ax-0lt1 8066  ax-1rid 8067  ax-0id 8068  ax-rnegex 8069  ax-precex 8070  ax-cnre 8071  ax-pre-ltirr 8072  ax-pre-ltwlin 8073  ax-pre-lttrn 8074  ax-pre-apti 8075  ax-pre-ltadd 8076  ax-pre-mulgt0 8077  ax-pre-mulext 8078  ax-arch 8079

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2194  df-cleq 2200  df-clel 2203  df-nfc 2339  df-ne 2379  df-nel 2474  df-ral 2491  df-rex 2492  df-reu 2493  df-rmo 2494  df-rab 2495  df-v 2778  df-sbc 3006  df-csb 3102  df-dif 3176  df-un 3178  df-in 3180  df-ss 3187  df-pw 3628  df-sn 3649  df-pr 3650  df-op 3652  df-uni 3865  df-int 3900  df-iun 3943  df-br 4060  df-opab 4122  df-mpt 4123  df-id 4358  df-po 4361  df-iso 4362  df-xp 4699  df-rel 4700  df-cnv 4701  df-co 4702  df-dm 4703  df-rn 4704  df-res 4705  df-ima 4706  df-iota 5251  df-fun 5292  df-fn 5293  df-f 5294  df-fv 5298  df-riota 5922  df-ov 5970  df-oprab 5971  df-mpo 5972  df-1st 6249  df-2nd 6250  df-pnf 8144  df-mnf 8145  df-xr 8146  df-ltxr 8147  df-le 8148  df-sub 8280  df-neg 8281  df-reap 8683  df-ap 8690  df-div 8781  df-inn 9072  df-n0 9331  df-z 9408  df-q 9776  df-rp 9811  df-fl 10450  df-mod 10505

This theorem is referenced by: (None)