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

Theorem modqmulnn 10122
 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 9432 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℚ)
213ad2ant1 1002 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℚ)
3 flqcl 10053 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℚ → (⌊‘𝐴) ∈ ℤ)
4 zq 9425 . . . . . . 7 ((⌊‘𝐴) ∈ ℤ → (⌊‘𝐴) ∈ ℚ)
53, 4syl 14 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℚ → (⌊‘𝐴) ∈ ℚ)
653ad2ant2 1003 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘𝐴) ∈ ℚ)
7 qmulcl 9436 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℚ ∧ (⌊‘𝐴) ∈ ℚ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℚ)
82, 6, 7syl2anc 408 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℚ)
9 qre 9424 . . . 4 ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℚ → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℝ)
108, 9syl 14 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℝ)
11 simp2 982 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℚ)
12 qmulcl 9436 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ∈ ℚ) → (𝑁 · 𝐴) ∈ ℚ)
132, 11, 12syl2anc 408 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝐴) ∈ ℚ)
1413flqcld 10057 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℤ)
1514zred 9180 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℝ)
16 nnmulcl 8748 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℕ)
17 nnq 9432 . . . . . . 7 ((𝑁 · 𝑀) ∈ ℕ → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ)
1816, 17syl 14 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ)
19183adant2 1000 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ)
20 qre 9424 . . . . 5 ((𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℝ)
2119, 20syl 14 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℝ)
22 simp1 981 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℕ)
2322nncnd 8741 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℂ)
24 simp3 983 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℕ)
2524nncnd 8741 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℂ)
2622nnap0d 8773 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 # 0)
2724nnap0d 8773 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑀 # 0)
2823, 25, 26, 27mulap0d 8426 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) # 0)
29 0z 9072 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℤ
30 zq 9425 . . . . . . . . . 10 (0 ∈ ℤ → 0 ∈ ℚ)
3129, 30ax-mp 5 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℚ
32 qapne 9438 . . . . . . . . 9 (((𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ ∧ 0 ∈ ℚ) → ((𝑁 · 𝑀) # 0 ↔ (𝑁 · 𝑀) ≠ 0))
3319, 31, 32sylancl 409 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · 𝑀) # 0 ↔ (𝑁 · 𝑀) ≠ 0))
3428, 33mpbid 146 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ≠ 0)
35 qdivcl 9442 . . . . . . 7 (((𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℚ ∧ (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ ∧ (𝑁 · 𝑀) ≠ 0) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)) ∈ ℚ)
368, 19, 34, 35syl3anc 1216 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)) ∈ ℚ)
3736flqcld 10057 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) ∈ ℤ)
3837zred 9180 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) ∈ ℝ)
3921, 38remulcld 7803 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)))) ∈ ℝ)
40 nnnn0 8991 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
41 flqmulnn0 10079 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℚ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ≤ (⌊‘(𝑁 · 𝐴)))
4240, 41sylan 281 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ≤ (⌊‘(𝑁 · 𝐴)))
4322, 11, 42syl2anc 408 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ≤ (⌊‘(𝑁 · 𝐴)))
4410, 15, 39, 43lesub1dd 8330 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))) ≤ ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
4522nnred 8740 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℝ)
4624nnred 8740 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℝ)
4722nngt0d 8771 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 0 < 𝑁)
4824nngt0d 8771 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 0 < 𝑀)
4945, 46, 47, 48mulgt0d 7892 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 0 < (𝑁 · 𝑀))
50 modqval 10104 . . 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 1216 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) = ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
52 zq 9425 . . . . 5 ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℤ → (⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℚ)
5314, 52syl 14 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℚ)
54 modqval 10104 . . . 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 1216 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) = ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
56163adant2 1000 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℕ)
57 flqdiv 10101 . . . . . . 7 (((𝑁 · 𝐴) ∈ ℚ ∧ (𝑁 · 𝑀) ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀))))
5813, 56, 57syl2anc 408 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀))))
59 flqdiv 10101 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘𝐴) / 𝑀)) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
60593adant1 999 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘𝐴) / 𝑀)) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
613zcnd 9181 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℚ → (⌊‘𝐴) ∈ ℂ)
6211, 61syl 14 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘𝐴) ∈ ℂ)
6362, 25, 23, 27, 26divcanap5d 8584 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)) = ((⌊‘𝐴) / 𝑀))
6463fveq2d 5425 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((⌊‘𝐴) / 𝑀)))
65 qcn 9433 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈ ℂ)
6611, 65syl 14 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℂ)
6766, 25, 23, 27, 26divcanap5d 8584 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀)) = (𝐴 / 𝑀))
6867fveq2d 5425 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
6960, 64, 683eqtr4rd 2183 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))
7058, 69eqtrd 2172 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))
7170oveq2d 5790 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)))) = ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)))))
7271oveq2d 5790 . . 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 2172 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) = ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
7444, 51, 733brtr4d 3960 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 103   ↔ wb 104   ∧ w3a 962   = wceq 1331   ∈ wcel 1480   ≠ wne 2308   class class class wbr 3929  ‘cfv 5123  (class class class)co 5774  ℂcc 7625  ℝcr 7626  0cc0 7627   · cmul 7632   < clt 7807   ≤ cle 7808   − cmin 7940   # cap 8350   / cdiv 8439  ℕcn 8727  ℕ0cn0 8984  ℤcz 9061  ℚcq 9418  ⌊cfl 10048   mod cmo 10102 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-sep 4046  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-setind 4452  ax-cnex 7718  ax-resscn 7719  ax-1cn 7720  ax-1re 7721  ax-icn 7722  ax-addcl 7723  ax-addrcl 7724  ax-mulcl 7725  ax-mulrcl 7726  ax-addcom 7727  ax-mulcom 7728  ax-addass 7729  ax-mulass 7730  ax-distr 7731  ax-i2m1 7732  ax-0lt1 7733  ax-1rid 7734  ax-0id 7735  ax-rnegex 7736  ax-precex 7737  ax-cnre 7738  ax-pre-ltirr 7739  ax-pre-ltwlin 7740  ax-pre-lttrn 7741  ax-pre-apti 7742  ax-pre-ltadd 7743  ax-pre-mulgt0 7744  ax-pre-mulext 7745  ax-arch 7746 This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3or 963  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ne 2309  df-nel 2404  df-ral 2421  df-rex 2422  df-reu 2423  df-rmo 2424  df-rab 2425  df-v 2688  df-sbc 2910  df-csb 3004  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-int 3772  df-iun 3815  df-br 3930  df-opab 3990  df-mpt 3991  df-id 4215  df-po 4218  df-iso 4219  df-xp 4545  df-rel 4546  df-cnv 4547  df-co 4548  df-dm 4549  df-rn 4550  df-res 4551  df-ima 4552  df-iota 5088  df-fun 5125  df-fn 5126  df-f 5127  df-fv 5131  df-riota 5730  df-ov 5777  df-oprab 5778  df-mpo 5779  df-1st 6038  df-2nd 6039  df-pnf 7809  df-mnf 7810  df-xr 7811  df-ltxr 7812  df-le 7813  df-sub 7942  df-neg 7943  df-reap 8344  df-ap 8351  df-div 8440  df-inn 8728  df-n0 8985  df-z 9062  df-q 9419  df-rp 9449  df-fl 10050  df-mod 10103 This theorem is referenced by: (None)
 Copyright terms: Public domain W3C validator