Theorem modqdi 10391

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 1021	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐴 ∈ ℚ)
2		qcn 9633	. . . . 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 998	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐵 ∈ ℚ)
5		qcn 9633	. . . . 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 1025	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐶 ∈ ℚ)
8		simp3r 1026	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 0 < 𝐶)
9	8	gt0ne0d 8468	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐶 ≠ 0)
10		qdivcl 9642	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ≠ 0) → (𝐵 / 𝐶) ∈ ℚ)
11	4, 7, 9, 10	syl3anc 1238	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐵 / 𝐶) ∈ ℚ)
12	11	flqcld 10276	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (⌊‘(𝐵 / 𝐶)) ∈ ℤ)
13		zq 9625	. . . . . . 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 9636	. . . . . 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 9633	. . . . 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 8370	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐴 · (𝐵 − (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))))) = ((𝐴 · 𝐵) − (𝐴 · (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))))))
20		qcn 9633	. . . . . . . . 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 9624	. . . . . . . . . 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 8585	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐶 # 0)
25		qre 9624	. . . . . . . . . 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 1022	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 0 < 𝐴)
28	26, 27	gt0ap0d 8585	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 𝐴 # 0)
29	6, 21, 3, 24, 28	divcanap5d 8773	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → ((𝐴 · 𝐵) / (𝐴 · 𝐶)) = (𝐵 / 𝐶))
30	29	fveq2d 5519	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (⌊‘((𝐴 · 𝐵) / (𝐴 · 𝐶))) = (⌊‘(𝐵 / 𝐶)))
31	30	oveq2d 5890	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → ((𝐴 · 𝐶) · (⌊‘((𝐴 · 𝐵) / (𝐴 · 𝐶)))) = ((𝐴 · 𝐶) · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))))
32	12	zcnd 9375	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (⌊‘(𝐵 / 𝐶)) ∈ ℂ)
33	3, 21, 32	mulassd 7980	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → ((𝐴 · 𝐶) · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))) = (𝐴 · (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶)))))
34	31, 33	eqtr2d 2211	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐴 · (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶)))) = ((𝐴 · 𝐶) · (⌊‘((𝐴 · 𝐵) / (𝐴 · 𝐶)))))
35	34	oveq2d 5890	. . 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 2210	. 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 10323	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ ℚ ∧ 𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶) → (𝐵 mod 𝐶) = (𝐵 − (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶)))))
38	4, 7, 8, 37	syl3anc 1238	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐵 mod 𝐶) = (𝐵 − (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶)))))
39	38	oveq2d 5890	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → (𝐴 · (𝐵 mod 𝐶)) = (𝐴 · (𝐵 − (𝐶 · (⌊‘(𝐵 / 𝐶))))))
40		qmulcl 9636	. . . 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 9636	. . . 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 8079	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ ℚ ∧ (𝐶 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝐶)) → 0 < (𝐴 · 𝐶))
45		modqval 10323	. . 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 1238	. 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 2220	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 978   = wceq 1353   ∈ wcel 2148   ≠ wne 2347   class class class wbr 4003  ‘cfv 5216  (class class class)co 5874  ℂcc 7808  ℝcr 7809  0cc0 7810   · cmul 7815   < clt 7991   − cmin 8127   / cdiv 8628  ℤcz 9252  ℚcq 9618  ⌊cfl 10267   mod cmo 10321

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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-sep 4121  ax-pow 4174  ax-pr 4209  ax-un 4433  ax-setind 4536  ax-cnex 7901  ax-resscn 7902  ax-1cn 7903  ax-1re 7904  ax-icn 7905  ax-addcl 7906  ax-addrcl 7907  ax-mulcl 7908  ax-mulrcl 7909  ax-addcom 7910  ax-mulcom 7911  ax-addass 7912  ax-mulass 7913  ax-distr 7914  ax-i2m1 7915  ax-0lt1 7916  ax-1rid 7917  ax-0id 7918  ax-rnegex 7919  ax-precex 7920  ax-cnre 7921  ax-pre-ltirr 7922  ax-pre-ltwlin 7923  ax-pre-lttrn 7924  ax-pre-apti 7925  ax-pre-ltadd 7926  ax-pre-mulgt0 7927  ax-pre-mulext 7928  ax-arch 7929

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2739  df-sbc 2963  df-csb 3058  df-dif 3131  df-un 3133  df-in 3135  df-ss 3142  df-pw 3577  df-sn 3598  df-pr 3599  df-op 3601  df-uni 3810  df-int 3845  df-iun 3888  df-br 4004  df-opab 4065  df-mpt 4066  df-id 4293  df-po 4296  df-iso 4297  df-xp 4632  df-rel 4633  df-cnv 4634  df-co 4635  df-dm 4636  df-rn 4637  df-res 4638  df-ima 4639  df-iota 5178  df-fun 5218  df-fn 5219  df-f 5220  df-fv 5224  df-riota 5830  df-ov 5877  df-oprab 5878  df-mpo 5879  df-1st 6140  df-2nd 6141  df-pnf 7993  df-mnf 7994  df-xr 7995  df-ltxr 7996  df-le 7997  df-sub 8129  df-neg 8130  df-reap 8531  df-ap 8538  df-div 8629  df-inn 8919  df-n0 9176  df-z 9253  df-q 9619  df-rp 9653  df-fl 10269  df-mod 10322

This theorem is referenced by: (None)