Theorem cshwsidrepswmod0 16824

Description: If cyclically shifting a word of length being a prime number results in the word itself, the shift must be either by 0 (modulo the length of the word) or the word must be a "repeated symbol word". (Contributed by AV, 18-May-2018.) (Revised by AV, 10-Nov-2018.)

Assertion

Ref	Expression
cshwsidrepswmod0	⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → ((𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊 → ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊)))))

Proof of Theorem cshwsidrepswmod0

Step	Hyp	Ref	Expression
1		orc 863	. . 3 ⊢ ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 → ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))))
2	1	2a1d 26	. 2 ⊢ ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 → ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → ((𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊 → ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))))))
3		3simpa 1146	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ))
4	3	ad2antlr 723	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ))
5		simplr3 1215	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → 𝐿 ∈ ℤ)
6		simpll 763	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → (𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0)
7		simpr 484	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊)
8		cshwsidrepsw 16823	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) → ((𝐿 ∈ ℤ ∧ (𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))))
9	8	imp 406	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ) ∧ (𝐿 ∈ ℤ ∧ (𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊)) → 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊)))
10	4, 5, 6, 7, 9	syl13anc 1370	. . . 4 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊)))
11	10	olcd 870	. . 3 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))))
12	11	exp31 419	. 2 ⊢ ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 → ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → ((𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊 → ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊))))))
13	2, 12	pm2.61ine 3023	1 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → ((𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊 → ((𝐿 mod (♯‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊)))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∨ wo 843   ∧ w3a 1085   = wceq 1537   ∈ wcel 2101   ≠ wne 2938  ‘cfv 6447  (class class class)co 7295  0cc0 10899  ℤcz 12347   mod cmo 13617  ♯chash 14072  Word cword 14245   repeatS creps 14509   cyclShift ccsh 14529  ℙcprime 16404

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2103  ax-9 2111  ax-10 2132  ax-11 2149  ax-12 2166  ax-ext 2704  ax-rep 5212  ax-sep 5226  ax-nul 5233  ax-pow 5291  ax-pr 5355  ax-un 7608  ax-cnex 10955  ax-resscn 10956  ax-1cn 10957  ax-icn 10958  ax-addcl 10959  ax-addrcl 10960  ax-mulcl 10961  ax-mulrcl 10962  ax-mulcom 10963  ax-addass 10964  ax-mulass 10965  ax-distr 10966  ax-i2m1 10967  ax-1ne0 10968  ax-1rid 10969  ax-rnegex 10970  ax-rrecex 10971  ax-cnre 10972  ax-pre-lttri 10973  ax-pre-lttrn 10974  ax-pre-ltadd 10975  ax-pre-mulgt0 10976  ax-pre-sup 10977

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2063  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2884  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3222  df-reu 3223  df-rab 3224  df-v 3436  df-sbc 3719  df-csb 3835  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3908  df-nul 4260  df-if 4463  df-pw 4538  df-sn 4565  df-pr 4567  df-op 4571  df-uni 4842  df-int 4883  df-iun 4929  df-br 5078  df-opab 5140  df-mpt 5161  df-tr 5195  df-id 5491  df-eprel 5497  df-po 5505  df-so 5506  df-fr 5546  df-we 5548  df-xp 5597  df-rel 5598  df-cnv 5599  df-co 5600  df-dm 5601  df-rn 5602  df-res 5603  df-ima 5604  df-pred 6206  df-ord 6273  df-on 6274  df-lim 6275  df-suc 6276  df-iota 6399  df-fun 6449  df-fn 6450  df-f 6451  df-f1 6452  df-fo 6453  df-f1o 6454  df-fv 6455  df-riota 7252  df-ov 7298  df-oprab 7299  df-mpo 7300  df-om 7733  df-1st 7851  df-2nd 7852  df-frecs 8117  df-wrecs 8148  df-recs 8222  df-rdg 8261  df-1o 8317  df-2o 8318  df-oadd 8321  df-er 8518  df-map 8637  df-en 8754  df-dom 8755  df-sdom 8756  df-fin 8757  df-sup 9229  df-inf 9230  df-dju 9687  df-card 9725  df-pnf 11039  df-mnf 11040  df-xr 11041  df-ltxr 11042  df-le 11043  df-sub 11235  df-neg 11236  df-div 11661  df-nn 12002  df-2 12064  df-3 12065  df-n0 12262  df-xnn0 12334  df-z 12348  df-uz 12611  df-rp 12759  df-fz 13268  df-fzo 13411  df-fl 13540  df-mod 13618  df-seq 13750  df-exp 13811  df-hash 14073  df-word 14246  df-concat 14302  df-substr 14382  df-pfx 14412  df-reps 14510  df-csh 14530  df-cj 14838  df-re 14839  df-im 14840  df-sqrt 14974  df-abs 14975  df-dvds 15992  df-gcd 16230  df-prm 16405  df-phi 16495

This theorem is referenced by:  cshwshashlem1  16825