Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  cshwshash Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cshwshash 16433
 Description: If a word has a length being a prime number, the size of the set of (different!) words resulting by cyclically shifting the original word equals the length of the original word or 1. (Contributed by AV, 19-May-2018.) (Revised by AV, 10-Nov-2018.)
Hypothesis
Ref Expression
cshwrepswhash1.m 𝑀 = {𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤}
Assertion
Ref Expression
cshwshash ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) → ((♯‘𝑀) = (♯‘𝑊) ∨ (♯‘𝑀) = 1))
Distinct variable groups:   𝑛,𝑉,𝑤   𝑛,𝑊,𝑤
Allowed substitution hints:   𝑀(𝑤,𝑛)

Proof of Theorem cshwshash
Dummy variable 𝑖 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 repswsymballbi 14137 . . . . 5 (𝑊 ∈ Word 𝑉 → (𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊)) ↔ ∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊𝑖) = (𝑊‘0)))
21adantr 484 . . . 4 ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) → (𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊)) ↔ ∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊𝑖) = (𝑊‘0)))
3 prmnn 16011 . . . . . . . . 9 ((♯‘𝑊) ∈ ℙ → (♯‘𝑊) ∈ ℕ)
43nnge1d 11677 . . . . . . . 8 ((♯‘𝑊) ∈ ℙ → 1 ≤ (♯‘𝑊))
5 wrdsymb1 13900 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑊)) → (𝑊‘0) ∈ 𝑉)
64, 5sylan2 595 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) → (𝑊‘0) ∈ 𝑉)
76adantr 484 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) ∧ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))) → (𝑊‘0) ∈ 𝑉)
83ad2antlr 726 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) ∧ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))) → (♯‘𝑊) ∈ ℕ)
9 simpr 488 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) ∧ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))) → 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊)))
10 cshwrepswhash1.m . . . . . . 7 𝑀 = {𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤}
1110cshwrepswhash1 16431 . . . . . 6 (((𝑊‘0) ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℕ ∧ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))) → (♯‘𝑀) = 1)
127, 8, 9, 11syl3anc 1368 . . . . 5 (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) ∧ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))) → (♯‘𝑀) = 1)
1312ex 416 . . . 4 ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) → (𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊)) → (♯‘𝑀) = 1))
142, 13sylbird 263 . . 3 ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) → (∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊𝑖) = (𝑊‘0) → (♯‘𝑀) = 1))
15 olc 865 . . 3 ((♯‘𝑀) = 1 → ((♯‘𝑀) = (♯‘𝑊) ∨ (♯‘𝑀) = 1))
1614, 15syl6com 37 . 2 (∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊𝑖) = (𝑊‘0) → ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) → ((♯‘𝑀) = (♯‘𝑊) ∨ (♯‘𝑀) = 1)))
17 rexnal 3204 . . . 4 (∃𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑊)) ¬ (𝑊𝑖) = (𝑊‘0) ↔ ¬ ∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊𝑖) = (𝑊‘0))
18 df-ne 2991 . . . . . 6 ((𝑊𝑖) ≠ (𝑊‘0) ↔ ¬ (𝑊𝑖) = (𝑊‘0))
1918bicomi 227 . . . . 5 (¬ (𝑊𝑖) = (𝑊‘0) ↔ (𝑊𝑖) ≠ (𝑊‘0))
2019rexbii 3213 . . . 4 (∃𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑊)) ¬ (𝑊𝑖) = (𝑊‘0) ↔ ∃𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊𝑖) ≠ (𝑊‘0))
2117, 20bitr3i 280 . . 3 (¬ ∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊𝑖) = (𝑊‘0) ↔ ∃𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊𝑖) ≠ (𝑊‘0))
2210cshwshashnsame 16432 . . . 4 ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) → (∃𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊𝑖) ≠ (𝑊‘0) → (♯‘𝑀) = (♯‘𝑊)))
23 orc 864 . . . 4 ((♯‘𝑀) = (♯‘𝑊) → ((♯‘𝑀) = (♯‘𝑊) ∨ (♯‘𝑀) = 1))
2422, 23syl6com 37 . . 3 (∃𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊𝑖) ≠ (𝑊‘0) → ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) → ((♯‘𝑀) = (♯‘𝑊) ∨ (♯‘𝑀) = 1)))
2521, 24sylbi 220 . 2 (¬ ∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊𝑖) = (𝑊‘0) → ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) → ((♯‘𝑀) = (♯‘𝑊) ∨ (♯‘𝑀) = 1)))
2616, 25pm2.61i 185 1 ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) → ((♯‘𝑀) = (♯‘𝑊) ∨ (♯‘𝑀) = 1))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   ∨ wo 844   = wceq 1538   ∈ wcel 2112   ≠ wne 2990  ∀wral 3109  ∃wrex 3110  {crab 3113   class class class wbr 5033  ‘cfv 6328  (class class class)co 7139  0cc0 10530  1c1 10531   ≤ cle 10669  ℕcn 11629  ..^cfzo 13032  ♯chash 13690  Word cword 13861   repeatS creps 14125   cyclShift ccsh 14145  ℙcprime 16008 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2773  ax-rep 5157  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7445  ax-inf2 9092  ax-cnex 10586  ax-resscn 10587  ax-1cn 10588  ax-icn 10589  ax-addcl 10590  ax-addrcl 10591  ax-mulcl 10592  ax-mulrcl 10593  ax-mulcom 10594  ax-addass 10595  ax-mulass 10596  ax-distr 10597  ax-i2m1 10598  ax-1ne0 10599  ax-1rid 10600  ax-rnegex 10601  ax-rrecex 10602  ax-cnre 10603  ax-pre-lttri 10604  ax-pre-lttrn 10605  ax-pre-ltadd 10606  ax-pre-mulgt0 10607  ax-pre-sup 10608 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2601  df-eu 2632  df-clab 2780  df-cleq 2794  df-clel 2873  df-nfc 2941  df-ne 2991  df-nel 3095  df-ral 3114  df-rex 3115  df-reu 3116  df-rmo 3117  df-rab 3118  df-v 3446  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3887  df-un 3889  df-in 3891  df-ss 3901  df-pss 3903  df-nul 4247  df-if 4429  df-pw 4502  df-sn 4529  df-pr 4531  df-tp 4533  df-op 4535  df-uni 4804  df-int 4842  df-iun 4886  df-disj 4999  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-tr 5140  df-id 5428  df-eprel 5433  df-po 5442  df-so 5443  df-fr 5482  df-se 5483  df-we 5484  df-xp 5529  df-rel 5530  df-cnv 5531  df-co 5532  df-dm 5533  df-rn 5534  df-res 5535  df-ima 5536  df-pred 6120  df-ord 6166  df-on 6167  df-lim 6168  df-suc 6169  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-isom 6337  df-riota 7097  df-ov 7142  df-oprab 7143  df-mpo 7144  df-om 7565  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-wrecs 7934  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-1o 8089  df-2o 8090  df-oadd 8093  df-er 8276  df-map 8395  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-fin 8500  df-sup 8894  df-inf 8895  df-oi 8962  df-dju 9318  df-card 9356  df-pnf 10670  df-mnf 10671  df-xr 10672  df-ltxr 10673  df-le 10674  df-sub 10865  df-neg 10866  df-div 11291  df-nn 11630  df-2 11692  df-3 11693  df-n0 11890  df-xnn0 11960  df-z 11974  df-uz 12236  df-rp 12382  df-fz 12890  df-fzo 13033  df-fl 13161  df-mod 13237  df-seq 13369  df-exp 13430  df-hash 13691  df-word 13862  df-concat 13918  df-substr 13998  df-pfx 14028  df-reps 14126  df-csh 14146  df-cj 14453  df-re 14454  df-im 14455  df-sqrt 14589  df-abs 14590  df-clim 14840  df-sum 15038  df-dvds 15603  df-gcd 15837  df-prm 16009  df-phi 16096 This theorem is referenced by:  hashecclwwlkn1  27865
 Copyright terms: Public domain W3C validator