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

Theorem modxai 13197
Description: Add exponents in a power mod calculation. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Feb-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 5-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
modxai.1 𝑁 ∈ ℕ
modxai.2 𝐴 ∈ ℕ
modxai.3 𝐵 ∈ ℕ0
modxai.4 𝐷 ∈ ℤ
modxai.5 𝐾 ∈ ℕ0
modxai.6 𝑀 ∈ ℕ0
modxai.7 𝐶 ∈ ℕ0
modxai.8 𝐿 ∈ ℕ0
modxai.11 ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = (𝐾 mod 𝑁)
modxai.12 ((𝐴𝐶) mod 𝑁) = (𝐿 mod 𝑁)
modxai.9 (𝐵 + 𝐶) = 𝐸
modxai.10 ((𝐷 · 𝑁) + 𝑀) = (𝐾 · 𝐿)
Assertion
Ref Expression
modxai ((𝐴𝐸) mod 𝑁) = (𝑀 mod 𝑁)

Proof of Theorem modxai
StepHypRef Expression
1 modxai.9 . . . . 5 (𝐵 + 𝐶) = 𝐸
21oveq2i 6096 . . . 4 (𝐴↑(𝐵 + 𝐶)) = (𝐴𝐸)
3 modxai.2 . . . . . 6 𝐴 ∈ ℕ
43nncni 9315 . . . . 5 𝐴 ∈ ℂ
5 modxai.3 . . . . 5 𝐵 ∈ ℕ0
6 modxai.7 . . . . 5 𝐶 ∈ ℕ0
7 expadd 11020 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℕ0𝐶 ∈ ℕ0) → (𝐴↑(𝐵 + 𝐶)) = ((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)))
84, 5, 6, 7mp3an 1378 . . . 4 (𝐴↑(𝐵 + 𝐶)) = ((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶))
92, 8eqtr3i 2261 . . 3 (𝐴𝐸) = ((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶))
109oveq1i 6095 . 2 ((𝐴𝐸) mod 𝑁) = (((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)) mod 𝑁)
11 nnexpcl 10991 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) → (𝐴𝐵) ∈ ℕ)
123, 5, 11mp2an 430 . . . . . . . 8 (𝐴𝐵) ∈ ℕ
1312nnzi 9667 . . . . . . 7 (𝐴𝐵) ∈ ℤ
1413a1i 9 . . . . . 6 (⊤ → (𝐴𝐵) ∈ ℤ)
15 modxai.5 . . . . . . . 8 𝐾 ∈ ℕ0
1615nn0zi 9668 . . . . . . 7 𝐾 ∈ ℤ
1716a1i 9 . . . . . 6 (⊤ → 𝐾 ∈ ℤ)
18 nnexpcl 10991 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ0) → (𝐴𝐶) ∈ ℕ)
193, 6, 18mp2an 430 . . . . . . . 8 (𝐴𝐶) ∈ ℕ
2019nnzi 9667 . . . . . . 7 (𝐴𝐶) ∈ ℤ
2120a1i 9 . . . . . 6 (⊤ → (𝐴𝐶) ∈ ℤ)
22 modxai.8 . . . . . . . 8 𝐿 ∈ ℕ0
2322nn0zi 9668 . . . . . . 7 𝐿 ∈ ℤ
2423a1i 9 . . . . . 6 (⊤ → 𝐿 ∈ ℤ)
25 modxai.1 . . . . . . 7 𝑁 ∈ ℕ
26 nnq 10035 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℚ)
2725, 26mp1i 10 . . . . . 6 (⊤ → 𝑁 ∈ ℚ)
28 nnrp 10066 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
2925, 28mp1i 10 . . . . . . 7 (⊤ → 𝑁 ∈ ℝ+)
3029rpgt0d 10102 . . . . . 6 (⊤ → 0 < 𝑁)
31 modxai.11 . . . . . . 7 ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = (𝐾 mod 𝑁)
3231a1i 9 . . . . . 6 (⊤ → ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = (𝐾 mod 𝑁))
33 modxai.12 . . . . . . 7 ((𝐴𝐶) mod 𝑁) = (𝐿 mod 𝑁)
3433a1i 9 . . . . . 6 (⊤ → ((𝐴𝐶) mod 𝑁) = (𝐿 mod 𝑁))
3514, 17, 21, 24, 27, 30, 32, 34modqmul12d 10817 . . . . 5 (⊤ → (((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)) mod 𝑁) = ((𝐾 · 𝐿) mod 𝑁))
3635mptru 1411 . . . 4 (((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)) mod 𝑁) = ((𝐾 · 𝐿) mod 𝑁)
37 modxai.10 . . . . . 6 ((𝐷 · 𝑁) + 𝑀) = (𝐾 · 𝐿)
38 modxai.4 . . . . . . . . 9 𝐷 ∈ ℤ
39 zcn 9651 . . . . . . . . 9 (𝐷 ∈ ℤ → 𝐷 ∈ ℂ)
4038, 39ax-mp 5 . . . . . . . 8 𝐷 ∈ ℂ
4125nncni 9315 . . . . . . . 8 𝑁 ∈ ℂ
4240, 41mulcli 8331 . . . . . . 7 (𝐷 · 𝑁) ∈ ℂ
43 modxai.6 . . . . . . . 8 𝑀 ∈ ℕ0
4443nn0cni 9577 . . . . . . 7 𝑀 ∈ ℂ
4542, 44addcomi 8470 . . . . . 6 ((𝐷 · 𝑁) + 𝑀) = (𝑀 + (𝐷 · 𝑁))
4637, 45eqtr3i 2261 . . . . 5 (𝐾 · 𝐿) = (𝑀 + (𝐷 · 𝑁))
4746oveq1i 6095 . . . 4 ((𝐾 · 𝐿) mod 𝑁) = ((𝑀 + (𝐷 · 𝑁)) mod 𝑁)
4836, 47eqtri 2259 . . 3 (((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)) mod 𝑁) = ((𝑀 + (𝐷 · 𝑁)) mod 𝑁)
49 nn0z 9666 . . . . 5 (𝑀 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ)
50 zq 10028 . . . . 5 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ ℚ)
5143, 49, 50mp2b 8 . . . 4 𝑀 ∈ ℚ
5225, 26ax-mp 5 . . . 4 𝑁 ∈ ℚ
5330mptru 1411 . . . 4 0 < 𝑁
54 modqcyc 10798 . . . 4 (((𝑀 ∈ ℚ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑁)) → ((𝑀 + (𝐷 · 𝑁)) mod 𝑁) = (𝑀 mod 𝑁))
5551, 38, 52, 53, 54mp4an 431 . . 3 ((𝑀 + (𝐷 · 𝑁)) mod 𝑁) = (𝑀 mod 𝑁)
5648, 55eqtri 2259 . 2 (((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)) mod 𝑁) = (𝑀 mod 𝑁)
5710, 56eqtri 2259 1 ((𝐴𝐸) mod 𝑁) = (𝑀 mod 𝑁)
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:   = wceq 1402  wtru 1403  wcel 2209   class class class wbr 4130  (class class class)co 6085  cc 8177  0cc0 8179   + caddc 8182   · cmul 8184   < clt 8360  cn 9305  0cn0 9565  cz 9646  cq 10021  +crp 10056   mod cmo 10761  cexp 10977
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4246  ax-sep 4249  ax-nul 4259  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-iinf 4735  ax-cnex 8270  ax-resscn 8271  ax-1cn 8272  ax-1re 8273  ax-icn 8274  ax-addcl 8275  ax-addrcl 8276  ax-mulcl 8277  ax-mulrcl 8278  ax-addcom 8279  ax-mulcom 8280  ax-addass 8281  ax-mulass 8282  ax-distr 8283  ax-i2m1 8284  ax-0lt1 8285  ax-1rid 8286  ax-0id 8287  ax-rnegex 8288  ax-precex 8289  ax-cnre 8290  ax-pre-ltirr 8291  ax-pre-ltwlin 8292  ax-pre-lttrn 8293  ax-pre-apti 8294  ax-pre-ltadd 8295  ax-pre-mulgt0 8296  ax-pre-mulext 8297  ax-arch 8298
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-tr 4230  df-id 4438  df-po 4441  df-iso 4442  df-iord 4511  df-on 4513  df-ilim 4514  df-suc 4516  df-iom 4738  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-riota 6038  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-1st 6374  df-2nd 6375  df-recs 6576  df-frec 6662  df-pnf 8362  df-mnf 8363  df-xr 8364  df-ltxr 8365  df-le 8366  df-sub 8499  df-neg 8500  df-reap 8904  df-ap 8911  df-div 9004  df-inn 9306  df-n0 9566  df-z 9647  df-uz 9924  df-q 10022  df-rp 10057  df-fl 10707  df-mod 10762  df-seqfrec 10887  df-exp 10978
This theorem is used by:  mod2xi  13198  modxp1i  13199
  Copyright terms: Public domain W3C validator