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

Theorem cshwshashnsame 17036
Description: If a word (not consisting of identical symbols) 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. (Contributed by AV, 19-May-2018.) (Revised by AV, 10-Nov-2018.)
Hypothesis
Ref Expression
cshwrepswhash1.m ๐‘€ = {๐‘ค โˆˆ Word ๐‘‰ โˆฃ โˆƒ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Š cyclShift ๐‘›) = ๐‘ค}
Assertion
Ref Expression
cshwshashnsame ((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โ†’ (โˆƒ๐‘– โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Šโ€˜๐‘–) โ‰  (๐‘Šโ€˜0) โ†’ (โ™ฏโ€˜๐‘€) = (โ™ฏโ€˜๐‘Š)))
Distinct variable groups:   ๐‘›,๐‘‰,๐‘ค   ๐‘›,๐‘Š,๐‘ค,๐‘–   ๐‘–,๐‘‰
Allowed substitution hints:   ๐‘€(๐‘ค,๐‘–,๐‘›)

Proof of Theorem cshwshashnsame
StepHypRef Expression
1 cshwrepswhash1.m . . . . . 6 ๐‘€ = {๐‘ค โˆˆ Word ๐‘‰ โˆฃ โˆƒ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Š cyclShift ๐‘›) = ๐‘ค}
21cshwsiun 17032 . . . . 5 (๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โ†’ ๐‘€ = โˆช ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š)){(๐‘Š cyclShift ๐‘›)})
32ad2antrr 724 . . . 4 (((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โˆง โˆƒ๐‘– โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Šโ€˜๐‘–) โ‰  (๐‘Šโ€˜0)) โ†’ ๐‘€ = โˆช ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š)){(๐‘Š cyclShift ๐‘›)})
43fveq2d 6895 . . 3 (((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โˆง โˆƒ๐‘– โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Šโ€˜๐‘–) โ‰  (๐‘Šโ€˜0)) โ†’ (โ™ฏโ€˜๐‘€) = (โ™ฏโ€˜โˆช ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š)){(๐‘Š cyclShift ๐‘›)}))
5 fzofi 13938 . . . . 5 (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š)) โˆˆ Fin
65a1i 11 . . . 4 (((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โˆง โˆƒ๐‘– โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Šโ€˜๐‘–) โ‰  (๐‘Šโ€˜0)) โ†’ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š)) โˆˆ Fin)
7 snfi 9043 . . . . 5 {(๐‘Š cyclShift ๐‘›)} โˆˆ Fin
87a1i 11 . . . 4 ((((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โˆง โˆƒ๐‘– โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Šโ€˜๐‘–) โ‰  (๐‘Šโ€˜0)) โˆง ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))) โ†’ {(๐‘Š cyclShift ๐‘›)} โˆˆ Fin)
9 id 22 . . . . 5 ((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โ†’ (๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™))
109cshwsdisj 17031 . . . 4 (((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โˆง โˆƒ๐‘– โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Šโ€˜๐‘–) โ‰  (๐‘Šโ€˜0)) โ†’ Disj ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š)){(๐‘Š cyclShift ๐‘›)})
116, 8, 10hashiun 15767 . . 3 (((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โˆง โˆƒ๐‘– โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Šโ€˜๐‘–) โ‰  (๐‘Šโ€˜0)) โ†’ (โ™ฏโ€˜โˆช ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š)){(๐‘Š cyclShift ๐‘›)}) = ฮฃ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(โ™ฏโ€˜{(๐‘Š cyclShift ๐‘›)}))
12 ovex 7441 . . . . . 6 (๐‘Š cyclShift ๐‘›) โˆˆ V
13 hashsng 14328 . . . . . 6 ((๐‘Š cyclShift ๐‘›) โˆˆ V โ†’ (โ™ฏโ€˜{(๐‘Š cyclShift ๐‘›)}) = 1)
1412, 13mp1i 13 . . . . 5 (((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โˆง โˆƒ๐‘– โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Šโ€˜๐‘–) โ‰  (๐‘Šโ€˜0)) โ†’ (โ™ฏโ€˜{(๐‘Š cyclShift ๐‘›)}) = 1)
1514sumeq2sdv 15649 . . . 4 (((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โˆง โˆƒ๐‘– โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Šโ€˜๐‘–) โ‰  (๐‘Šโ€˜0)) โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(โ™ฏโ€˜{(๐‘Š cyclShift ๐‘›)}) = ฮฃ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))1)
16 1cnd 11208 . . . . . . 7 ((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
17 fsumconst 15735 . . . . . . 7 (((0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š)) โˆˆ Fin โˆง 1 โˆˆ โ„‚) โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))1 = ((โ™ฏโ€˜(0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))) ยท 1))
185, 16, 17sylancr 587 . . . . . 6 ((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))1 = ((โ™ฏโ€˜(0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))) ยท 1))
19 lencl 14482 . . . . . . . . 9 (๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โ†’ (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„•0)
2019adantr 481 . . . . . . . 8 ((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โ†’ (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„•0)
21 hashfzo0 14389 . . . . . . . 8 ((โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„•0 โ†’ (โ™ฏโ€˜(0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))) = (โ™ฏโ€˜๐‘Š))
2220, 21syl 17 . . . . . . 7 ((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โ†’ (โ™ฏโ€˜(0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))) = (โ™ฏโ€˜๐‘Š))
2322oveq1d 7423 . . . . . 6 ((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โ†’ ((โ™ฏโ€˜(0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))) ยท 1) = ((โ™ฏโ€˜๐‘Š) ยท 1))
24 prmnn 16610 . . . . . . . . 9 ((โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™ โ†’ (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„•)
2524nnred 12226 . . . . . . . 8 ((โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™ โ†’ (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„)
2625adantl 482 . . . . . . 7 ((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โ†’ (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„)
27 ax-1rid 11179 . . . . . . 7 ((โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„ โ†’ ((โ™ฏโ€˜๐‘Š) ยท 1) = (โ™ฏโ€˜๐‘Š))
2826, 27syl 17 . . . . . 6 ((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โ†’ ((โ™ฏโ€˜๐‘Š) ยท 1) = (โ™ฏโ€˜๐‘Š))
2918, 23, 283eqtrd 2776 . . . . 5 ((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))1 = (โ™ฏโ€˜๐‘Š))
3029adantr 481 . . . 4 (((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โˆง โˆƒ๐‘– โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Šโ€˜๐‘–) โ‰  (๐‘Šโ€˜0)) โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))1 = (โ™ฏโ€˜๐‘Š))
3115, 30eqtrd 2772 . . 3 (((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โˆง โˆƒ๐‘– โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Šโ€˜๐‘–) โ‰  (๐‘Šโ€˜0)) โ†’ ฮฃ๐‘› โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(โ™ฏโ€˜{(๐‘Š cyclShift ๐‘›)}) = (โ™ฏโ€˜๐‘Š))
324, 11, 313eqtrd 2776 . 2 (((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โˆง โˆƒ๐‘– โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Šโ€˜๐‘–) โ‰  (๐‘Šโ€˜0)) โ†’ (โ™ฏโ€˜๐‘€) = (โ™ฏโ€˜๐‘Š))
3332ex 413 1 ((๐‘Š โˆˆ Word ๐‘‰ โˆง (โ™ฏโ€˜๐‘Š) โˆˆ โ„™) โ†’ (โˆƒ๐‘– โˆˆ (0..^(โ™ฏโ€˜๐‘Š))(๐‘Šโ€˜๐‘–) โ‰  (๐‘Šโ€˜0) โ†’ (โ™ฏโ€˜๐‘€) = (โ™ฏโ€˜๐‘Š)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 396   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106   โ‰  wne 2940  โˆƒwrex 3070  {crab 3432  Vcvv 3474  {csn 4628  โˆช ciun 4997  โ€˜cfv 6543  (class class class)co 7408  Fincfn 8938  โ„‚cc 11107  โ„cr 11108  0cc0 11109  1c1 11110   ยท cmul 11114  โ„•0cn0 12471  ..^cfzo 13626  โ™ฏchash 14289  Word cword 14463   cyclShift ccsh 14737  ฮฃcsu 15631  โ„™cprime 16607
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-inf2 9635  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-pre-sup 11187
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-disj 5114  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-2o 8466  df-oadd 8469  df-er 8702  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-sup 9436  df-inf 9437  df-oi 9504  df-dju 9895  df-card 9933  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11871  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-n0 12472  df-xnn0 12544  df-z 12558  df-uz 12822  df-rp 12974  df-fz 13484  df-fzo 13627  df-fl 13756  df-mod 13834  df-seq 13966  df-exp 14027  df-hash 14290  df-word 14464  df-concat 14520  df-substr 14590  df-pfx 14620  df-reps 14718  df-csh 14738  df-cj 15045  df-re 15046  df-im 15047  df-sqrt 15181  df-abs 15182  df-clim 15431  df-sum 15632  df-dvds 16197  df-gcd 16435  df-prm 16608  df-phi 16698
This theorem is referenced by:  cshwshash  17037  umgrhashecclwwlk  29328
  Copyright terms: Public domain W3C validator