ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  modqmulnn GIF version

Theorem modqmulnn 9638
Description: Move a positive integer in and out of a floor in the first argument of a modulo operation. (Contributed by Jim Kingdon, 18-Oct-2021.)
Assertion
Ref Expression
modqmulnn ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) ≤ ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)))

Proof of Theorem modqmulnn
StepHypRef Expression
1 nnq 9013 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℚ)
213ad2ant1 960 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℚ)
3 flqcl 9569 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℚ → (⌊‘𝐴) ∈ ℤ)
4 zq 9006 . . . . . . 7 ((⌊‘𝐴) ∈ ℤ → (⌊‘𝐴) ∈ ℚ)
53, 4syl 14 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℚ → (⌊‘𝐴) ∈ ℚ)
653ad2ant2 961 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘𝐴) ∈ ℚ)
7 qmulcl 9017 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℚ ∧ (⌊‘𝐴) ∈ ℚ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℚ)
82, 6, 7syl2anc 403 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℚ)
9 qre 9005 . . . 4 ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℚ → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℝ)
108, 9syl 14 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℝ)
11 simp2 940 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℚ)
12 qmulcl 9017 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ∈ ℚ) → (𝑁 · 𝐴) ∈ ℚ)
132, 11, 12syl2anc 403 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝐴) ∈ ℚ)
1413flqcld 9573 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℤ)
1514zred 8764 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℝ)
16 nnmulcl 8337 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℕ)
17 nnq 9013 . . . . . . 7 ((𝑁 · 𝑀) ∈ ℕ → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ)
1816, 17syl 14 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ)
19183adant2 958 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ)
20 qre 9005 . . . . 5 ((𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℝ)
2119, 20syl 14 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℝ)
22 simp1 939 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℕ)
2322nncnd 8330 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℂ)
24 simp3 941 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℕ)
2524nncnd 8330 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℂ)
2622nnap0d 8361 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 # 0)
2724nnap0d 8361 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑀 # 0)
2823, 25, 26, 27mulap0d 8025 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) # 0)
29 0z 8657 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℤ
30 zq 9006 . . . . . . . . . 10 (0 ∈ ℤ → 0 ∈ ℚ)
3129, 30ax-mp 7 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℚ
32 qapne 9019 . . . . . . . . 9 (((𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ ∧ 0 ∈ ℚ) → ((𝑁 · 𝑀) # 0 ↔ (𝑁 · 𝑀) ≠ 0))
3319, 31, 32sylancl 404 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · 𝑀) # 0 ↔ (𝑁 · 𝑀) ≠ 0))
3428, 33mpbid 145 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ≠ 0)
35 qdivcl 9023 . . . . . . 7 (((𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℚ ∧ (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ ∧ (𝑁 · 𝑀) ≠ 0) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)) ∈ ℚ)
368, 19, 34, 35syl3anc 1170 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)) ∈ ℚ)
3736flqcld 9573 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) ∈ ℤ)
3837zred 8764 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) ∈ ℝ)
3921, 38remulcld 7421 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)))) ∈ ℝ)
40 nnnn0 8572 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
41 flqmulnn0 9595 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℚ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ≤ (⌊‘(𝑁 · 𝐴)))
4240, 41sylan 277 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ≤ (⌊‘(𝑁 · 𝐴)))
4322, 11, 42syl2anc 403 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ≤ (⌊‘(𝑁 · 𝐴)))
4410, 15, 39, 43lesub1dd 7938 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))) ≤ ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
4522nnred 8329 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℝ)
4624nnred 8329 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℝ)
4722nngt0d 8359 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 0 < 𝑁)
4824nngt0d 8359 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 0 < 𝑀)
4945, 46, 47, 48mulgt0d 7509 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 0 < (𝑁 · 𝑀))
50 modqval 9620 . . 3 (((𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℚ ∧ (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ ∧ 0 < (𝑁 · 𝑀)) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) = ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
518, 19, 49, 50syl3anc 1170 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) = ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
52 zq 9006 . . . . 5 ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℤ → (⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℚ)
5314, 52syl 14 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℚ)
54 modqval 9620 . . . 4 (((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℚ ∧ (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ ∧ 0 < (𝑁 · 𝑀)) → ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) = ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
5553, 19, 49, 54syl3anc 1170 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) = ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
56163adant2 958 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℕ)
57 flqdiv 9617 . . . . . . 7 (((𝑁 · 𝐴) ∈ ℚ ∧ (𝑁 · 𝑀) ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀))))
5813, 56, 57syl2anc 403 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀))))
59 flqdiv 9617 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘𝐴) / 𝑀)) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
60593adant1 957 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘𝐴) / 𝑀)) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
613zcnd 8765 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℚ → (⌊‘𝐴) ∈ ℂ)
6211, 61syl 14 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘𝐴) ∈ ℂ)
6362, 25, 23, 27, 26divcanap5d 8180 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)) = ((⌊‘𝐴) / 𝑀))
6463fveq2d 5257 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((⌊‘𝐴) / 𝑀)))
65 qcn 9014 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈ ℂ)
6611, 65syl 14 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℂ)
6766, 25, 23, 27, 26divcanap5d 8180 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀)) = (𝐴 / 𝑀))
6867fveq2d 5257 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
6960, 64, 683eqtr4rd 2126 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))
7058, 69eqtrd 2115 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))
7170oveq2d 5607 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)))) = ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)))))
7271oveq2d 5607 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))) = ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
7355, 72eqtrd 2115 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) = ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
7444, 51, 733brtr4d 3841 1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) ≤ ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 102  wb 103  w3a 920   = wceq 1285  wcel 1434  wne 2249   class class class wbr 3811  cfv 4969  (class class class)co 5591  cc 7251  cr 7252  0cc0 7253   · cmul 7258   < clt 7425  cle 7426  cmin 7556   # cap 7958   / cdiv 8037  cn 8316  0cn0 8565  cz 8646  cq 8999  cfl 9564   mod cmo 9618
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 577  ax-in2 578  ax-io 663  ax-5 1377  ax-7 1378  ax-gen 1379  ax-ie1 1423  ax-ie2 1424  ax-8 1436  ax-10 1437  ax-11 1438  ax-i12 1439  ax-bndl 1440  ax-4 1441  ax-13 1445  ax-14 1446  ax-17 1460  ax-i9 1464  ax-ial 1468  ax-i5r 1469  ax-ext 2065  ax-sep 3922  ax-pow 3974  ax-pr 4000  ax-un 4224  ax-setind 4316  ax-cnex 7339  ax-resscn 7340  ax-1cn 7341  ax-1re 7342  ax-icn 7343  ax-addcl 7344  ax-addrcl 7345  ax-mulcl 7346  ax-mulrcl 7347  ax-addcom 7348  ax-mulcom 7349  ax-addass 7350  ax-mulass 7351  ax-distr 7352  ax-i2m1 7353  ax-0lt1 7354  ax-1rid 7355  ax-0id 7356  ax-rnegex 7357  ax-precex 7358  ax-cnre 7359  ax-pre-ltirr 7360  ax-pre-ltwlin 7361  ax-pre-lttrn 7362  ax-pre-apti 7363  ax-pre-ltadd 7364  ax-pre-mulgt0 7365  ax-pre-mulext 7366  ax-arch 7367
This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-3or 921  df-3an 922  df-tru 1288  df-fal 1291  df-nf 1391  df-sb 1688  df-eu 1946  df-mo 1947  df-clab 2070  df-cleq 2076  df-clel 2079  df-nfc 2212  df-ne 2250  df-nel 2345  df-ral 2358  df-rex 2359  df-reu 2360  df-rmo 2361  df-rab 2362  df-v 2614  df-sbc 2827  df-csb 2920  df-dif 2986  df-un 2988  df-in 2990  df-ss 2997  df-pw 3408  df-sn 3428  df-pr 3429  df-op 3431  df-uni 3628  df-int 3663  df-iun 3706  df-br 3812  df-opab 3866  df-mpt 3867  df-id 4084  df-po 4087  df-iso 4088  df-xp 4407  df-rel 4408  df-cnv 4409  df-co 4410  df-dm 4411  df-rn 4412  df-res 4413  df-ima 4414  df-iota 4934  df-fun 4971  df-fn 4972  df-f 4973  df-fv 4977  df-riota 5547  df-ov 5594  df-oprab 5595  df-mpt2 5596  df-1st 5846  df-2nd 5847  df-pnf 7427  df-mnf 7428  df-xr 7429  df-ltxr 7430  df-le 7431  df-sub 7558  df-neg 7559  df-reap 7952  df-ap 7959  df-div 8038  df-inn 8317  df-n0 8566  df-z 8647  df-q 9000  df-rp 9030  df-fl 9566  df-mod 9619
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator