Theorem modqltm1p1mod 10521

Description: If a number modulo a modulus is less than the modulus decreased by 1, the first number increased by 1 modulo the modulus equals the first number modulo the modulus, increased by 1. (Contributed by Jim Kingdon, 24-Oct-2021.)

Assertion

Ref	Expression
modqltm1p1mod	⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((𝐴 + 1) mod 𝑀) = ((𝐴 mod 𝑀) + 1))

Proof of Theorem modqltm1p1mod

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpll 527	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 𝐴 ∈ ℚ)
2		1z 9398	. . . 4 ⊢ 1 ∈ ℤ
3		zq 9747	. . . 4 ⊢ (1 ∈ ℤ → 1 ∈ ℚ)
4	2, 3	mp1i 10	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 1 ∈ ℚ)
5		simprl 529	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 𝑀 ∈ ℚ)
6		simprr 531	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 0 < 𝑀)
7		modqaddmod 10508	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ 1 ∈ ℚ) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (((𝐴 mod 𝑀) + 1) mod 𝑀) = ((𝐴 + 1) mod 𝑀))
8	1, 4, 5, 6, 7	syl22anc 1251	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (((𝐴 mod 𝑀) + 1) mod 𝑀) = ((𝐴 + 1) mod 𝑀))
9	1, 5, 6	modqcld 10473	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℚ)
10		qaddcl 9756	. . . 4 ⊢ (((𝐴 mod 𝑀) ∈ ℚ ∧ 1 ∈ ℚ) → ((𝐴 mod 𝑀) + 1) ∈ ℚ)
11	9, 4, 10	syl2anc 411	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((𝐴 mod 𝑀) + 1) ∈ ℚ)
12		0red 8073	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 0 ∈ ℝ)
13		qre 9746	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 mod 𝑀) ∈ ℚ → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℝ)
14	9, 13	syl 14	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℝ)
15		1red 8087	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 1 ∈ ℝ)
16	14, 15	readdcld 8102	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((𝐴 mod 𝑀) + 1) ∈ ℝ)
17		modqge0 10477	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀) → 0 ≤ (𝐴 mod 𝑀))
18	1, 5, 6, 17	syl3anc 1250	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 0 ≤ (𝐴 mod 𝑀))
19	14	lep1d 9004	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (𝐴 mod 𝑀) ≤ ((𝐴 mod 𝑀) + 1))
20	12, 14, 16, 18, 19	letrd 8196	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 0 ≤ ((𝐴 mod 𝑀) + 1))
21		simplr 528	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1))
22		qre 9746	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 ∈ ℚ → 𝑀 ∈ ℝ)
23	5, 22	syl 14	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → 𝑀 ∈ ℝ)
24	14, 15, 23	ltaddsubd 8618	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (((𝐴 mod 𝑀) + 1) < 𝑀 ↔ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)))
25	21, 24	mpbird 167	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((𝐴 mod 𝑀) + 1) < 𝑀)
26		modqid 10494	. . 3 ⊢ (((((𝐴 mod 𝑀) + 1) ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℚ) ∧ (0 ≤ ((𝐴 mod 𝑀) + 1) ∧ ((𝐴 mod 𝑀) + 1) < 𝑀)) → (((𝐴 mod 𝑀) + 1) mod 𝑀) = ((𝐴 mod 𝑀) + 1))
27	11, 5, 20, 25, 26	syl22anc 1251	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → (((𝐴 mod 𝑀) + 1) mod 𝑀) = ((𝐴 mod 𝑀) + 1))
28	8, 27	eqtr3d 2240	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℚ ∧ (𝐴 mod 𝑀) < (𝑀 − 1)) ∧ (𝑀 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑀)) → ((𝐴 + 1) mod 𝑀) = ((𝐴 mod 𝑀) + 1))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1373   ∈ wcel 2176   class class class wbr 4044  (class class class)co 5944  ℝcr 7924  0cc0 7925  1c1 7926   + caddc 7928   < clt 8107   ≤ cle 8108   − cmin 8243  ℤcz 9372  ℚcq 9740   mod cmo 10467

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 1470  ax-7 1471  ax-gen 1472  ax-ie1 1516  ax-ie2 1517  ax-8 1527  ax-10 1528  ax-11 1529  ax-i12 1530  ax-bndl 1532  ax-4 1533  ax-17 1549  ax-i9 1553  ax-ial 1557  ax-i5r 1558  ax-13 2178  ax-14 2179  ax-ext 2187  ax-sep 4162  ax-pow 4218  ax-pr 4253  ax-un 4480  ax-setind 4585  ax-cnex 8016  ax-resscn 8017  ax-1cn 8018  ax-1re 8019  ax-icn 8020  ax-addcl 8021  ax-addrcl 8022  ax-mulcl 8023  ax-mulrcl 8024  ax-addcom 8025  ax-mulcom 8026  ax-addass 8027  ax-mulass 8028  ax-distr 8029  ax-i2m1 8030  ax-0lt1 8031  ax-1rid 8032  ax-0id 8033  ax-rnegex 8034  ax-precex 8035  ax-cnre 8036  ax-pre-ltirr 8037  ax-pre-ltwlin 8038  ax-pre-lttrn 8039  ax-pre-apti 8040  ax-pre-ltadd 8041  ax-pre-mulgt0 8042  ax-pre-mulext 8043  ax-arch 8044

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1484  df-sb 1786  df-eu 2057  df-mo 2058  df-clab 2192  df-cleq 2198  df-clel 2201  df-nfc 2337  df-ne 2377  df-nel 2472  df-ral 2489  df-rex 2490  df-reu 2491  df-rmo 2492  df-rab 2493  df-v 2774  df-sbc 2999  df-csb 3094  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pw 3618  df-sn 3639  df-pr 3640  df-op 3642  df-uni 3851  df-int 3886  df-iun 3929  df-br 4045  df-opab 4106  df-mpt 4107  df-id 4340  df-po 4343  df-iso 4344  df-xp 4681  df-rel 4682  df-cnv 4683  df-co 4684  df-dm 4685  df-rn 4686  df-res 4687  df-ima 4688  df-iota 5232  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-fv 5279  df-riota 5899  df-ov 5947  df-oprab 5948  df-mpo 5949  df-1st 6226  df-2nd 6227  df-pnf 8109  df-mnf 8110  df-xr 8111  df-ltxr 8112  df-le 8113  df-sub 8245  df-neg 8246  df-reap 8648  df-ap 8655  df-div 8746  df-inn 9037  df-n0 9296  df-z 9373  df-q 9741  df-rp 9776  df-fl 10413  df-mod 10468

This theorem is referenced by: (None)