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

Theorem modxai 13122
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 6063 . . . 4 (𝐴↑(𝐵 + 𝐶)) = (𝐴𝐸)
3 modxai.2 . . . . . 6 𝐴 ∈ ℕ
43nncni 9252 . . . . 5 𝐴 ∈ ℂ
5 modxai.3 . . . . 5 𝐵 ∈ ℕ0
6 modxai.7 . . . . 5 𝐶 ∈ ℕ0
7 expadd 10950 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℕ0𝐶 ∈ ℕ0) → (𝐴↑(𝐵 + 𝐶)) = ((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)))
84, 5, 6, 7mp3an 1374 . . . 4 (𝐴↑(𝐵 + 𝐶)) = ((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶))
92, 8eqtr3i 2257 . . 3 (𝐴𝐸) = ((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶))
109oveq1i 6062 . 2 ((𝐴𝐸) mod 𝑁) = (((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)) mod 𝑁)
11 nnexpcl 10921 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) → (𝐴𝐵) ∈ ℕ)
123, 5, 11mp2an 426 . . . . . . . 8 (𝐴𝐵) ∈ ℕ
1312nnzi 9603 . . . . . . 7 (𝐴𝐵) ∈ ℤ
1413a1i 9 . . . . . 6 (⊤ → (𝐴𝐵) ∈ ℤ)
15 modxai.5 . . . . . . . 8 𝐾 ∈ ℕ0
1615nn0zi 9604 . . . . . . 7 𝐾 ∈ ℤ
1716a1i 9 . . . . . 6 (⊤ → 𝐾 ∈ ℤ)
18 nnexpcl 10921 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ0) → (𝐴𝐶) ∈ ℕ)
193, 6, 18mp2an 426 . . . . . . . 8 (𝐴𝐶) ∈ ℕ
2019nnzi 9603 . . . . . . 7 (𝐴𝐶) ∈ ℤ
2120a1i 9 . . . . . 6 (⊤ → (𝐴𝐶) ∈ ℤ)
22 modxai.8 . . . . . . . 8 𝐿 ∈ ℕ0
2322nn0zi 9604 . . . . . . 7 𝐿 ∈ ℤ
2423a1i 9 . . . . . 6 (⊤ → 𝐿 ∈ ℤ)
25 modxai.1 . . . . . . 7 𝑁 ∈ ℕ
26 nnq 9971 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℚ)
2725, 26mp1i 10 . . . . . 6 (⊤ → 𝑁 ∈ ℚ)
28 nnrp 10002 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
2925, 28mp1i 10 . . . . . . 7 (⊤ → 𝑁 ∈ ℝ+)
3029rpgt0d 10038 . . . . . 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 10747 . . . . 5 (⊤ → (((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)) mod 𝑁) = ((𝐾 · 𝐿) mod 𝑁))
3635mptru 1407 . . . 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 9587 . . . . . . . . 9 (𝐷 ∈ ℤ → 𝐷 ∈ ℂ)
4038, 39ax-mp 5 . . . . . . . 8 𝐷 ∈ ℂ
4125nncni 9252 . . . . . . . 8 𝑁 ∈ ℂ
4240, 41mulcli 8284 . . . . . . 7 (𝐷 · 𝑁) ∈ ℂ
43 modxai.6 . . . . . . . 8 𝑀 ∈ ℕ0
4443nn0cni 9513 . . . . . . 7 𝑀 ∈ ℂ
4542, 44addcomi 8422 . . . . . 6 ((𝐷 · 𝑁) + 𝑀) = (𝑀 + (𝐷 · 𝑁))
4637, 45eqtr3i 2257 . . . . 5 (𝐾 · 𝐿) = (𝑀 + (𝐷 · 𝑁))
4746oveq1i 6062 . . . 4 ((𝐾 · 𝐿) mod 𝑁) = ((𝑀 + (𝐷 · 𝑁)) mod 𝑁)
4836, 47eqtri 2255 . . 3 (((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)) mod 𝑁) = ((𝑀 + (𝐷 · 𝑁)) mod 𝑁)
49 nn0z 9602 . . . . 5 (𝑀 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ)
50 zq 9964 . . . . 5 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ ℚ)
5143, 49, 50mp2b 8 . . . 4 𝑀 ∈ ℚ
5225, 26ax-mp 5 . . . 4 𝑁 ∈ ℚ
5330mptru 1407 . . . 4 0 < 𝑁
54 modqcyc 10728 . . . 4 (((𝑀 ∈ ℚ ∧ 𝐷 ∈ ℤ) ∧ (𝑁 ∈ ℚ ∧ 0 < 𝑁)) → ((𝑀 + (𝐷 · 𝑁)) mod 𝑁) = (𝑀 mod 𝑁))
5551, 38, 52, 53, 54mp4an 427 . . 3 ((𝑀 + (𝐷 · 𝑁)) mod 𝑁) = (𝑀 mod 𝑁)
5648, 55eqtri 2255 . 2 (((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)) mod 𝑁) = (𝑀 mod 𝑁)
5710, 56eqtri 2255 1 ((𝐴𝐸) mod 𝑁) = (𝑀 mod 𝑁)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   = wceq 1398  wtru 1399  wcel 2205   class class class wbr 4111  (class class class)co 6052  cc 8130  0cc0 8132   + caddc 8135   · cmul 8137   < clt 8313  cn 9242  0cn0 9501  cz 9582  cq 9957  +crp 9992   mod cmo 10691  cexp 10907
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 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-coll 4227  ax-sep 4230  ax-nul 4238  ax-pow 4289  ax-pr 4324  ax-un 4556  ax-setind 4661  ax-iinf 4712  ax-cnex 8223  ax-resscn 8224  ax-1cn 8225  ax-1re 8226  ax-icn 8227  ax-addcl 8228  ax-addrcl 8229  ax-mulcl 8230  ax-mulrcl 8231  ax-addcom 8232  ax-mulcom 8233  ax-addass 8234  ax-mulass 8235  ax-distr 8236  ax-i2m1 8237  ax-0lt1 8238  ax-1rid 8239  ax-0id 8240  ax-rnegex 8241  ax-precex 8242  ax-cnre 8243  ax-pre-ltirr 8244  ax-pre-ltwlin 8245  ax-pre-lttrn 8246  ax-pre-apti 8247  ax-pre-ltadd 8248  ax-pre-mulgt0 8249  ax-pre-mulext 8250  ax-arch 8251
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ne 2415  df-nel 2510  df-ral 2527  df-rex 2528  df-reu 2529  df-rmo 2530  df-rab 2531  df-v 2817  df-sbc 3045  df-csb 3141  df-dif 3215  df-un 3217  df-in 3219  df-ss 3226  df-nul 3511  df-if 3623  df-pw 3673  df-sn 3697  df-pr 3698  df-op 3700  df-uni 3917  df-int 3952  df-iun 3995  df-br 4112  df-opab 4174  df-mpt 4175  df-tr 4211  df-id 4416  df-po 4419  df-iso 4420  df-iord 4489  df-on 4491  df-ilim 4492  df-suc 4494  df-iom 4715  df-xp 4757  df-rel 4758  df-cnv 4759  df-co 4760  df-dm 4761  df-rn 4762  df-res 4763  df-ima 4764  df-iota 5314  df-fun 5356  df-fn 5357  df-f 5358  df-f1 5359  df-fo 5360  df-f1o 5361  df-fv 5362  df-riota 6005  df-ov 6055  df-oprab 6056  df-mpo 6057  df-1st 6336  df-2nd 6337  df-recs 6538  df-frec 6624  df-pnf 8315  df-mnf 8316  df-xr 8317  df-ltxr 8318  df-le 8319  df-sub 8451  df-neg 8452  df-reap 8854  df-ap 8861  df-div 8952  df-inn 9243  df-n0 9502  df-z 9583  df-uz 9860  df-q 9958  df-rp 9993  df-fl 10637  df-mod 10692  df-seqfrec 10817  df-exp 10908
This theorem is referenced by:  mod2xi  13123  modxp1i  13124
  Copyright terms: Public domain W3C validator