Theorem cshwsidrepswmod0 17054

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 868	. . 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 1149	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ))
4	3	ad2antlr 728	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ))
5		simplr3 1219	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → 𝐿 ∈ ℤ)
6		simpll 767	. . . . 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 17053	. . . . . 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 1375	. . . 4 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊)))
11	10	olcd 875	. . 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 3016	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 848   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933  ‘cfv 6490  (class class class)co 7358  0cc0 11027  ℤcz 12513   mod cmo 13817  ♯chash 14281  Word cword 14464   repeatS creps 14719   cyclShift ccsh 14739  ℙcprime 16629

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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5300  ax-pr 5368  ax-un 7680  ax-cnex 11083  ax-resscn 11084  ax-1cn 11085  ax-icn 11086  ax-addcl 11087  ax-addrcl 11088  ax-mulcl 11089  ax-mulrcl 11090  ax-mulcom 11091  ax-addass 11092  ax-mulass 11093  ax-distr 11094  ax-i2m1 11095  ax-1ne0 11096  ax-1rid 11097  ax-rnegex 11098  ax-rrecex 11099  ax-cnre 11100  ax-pre-lttri 11101  ax-pre-lttrn 11102  ax-pre-ltadd 11103  ax-pre-mulgt0 11104  ax-pre-sup 11105

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5517  df-eprel 5522  df-po 5530  df-so 5531  df-fr 5575  df-we 5577  df-xp 5628  df-rel 5629  df-cnv 5630  df-co 5631  df-dm 5632  df-rn 5633  df-res 5634  df-ima 5635  df-pred 6257  df-ord 6318  df-on 6319  df-lim 6320  df-suc 6321  df-iota 6446  df-fun 6492  df-fn 6493  df-f 6494  df-f1 6495  df-fo 6496  df-f1o 6497  df-fv 6498  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-frecs 8222  df-wrecs 8253  df-recs 8302  df-rdg 8340  df-1o 8396  df-2o 8397  df-oadd 8400  df-er 8634  df-en 8885  df-dom 8886  df-sdom 8887  df-fin 8888  df-sup 9346  df-inf 9347  df-dju 9814  df-card 9852  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11368  df-neg 11369  df-div 11797  df-nn 12164  df-2 12233  df-3 12234  df-n0 12427  df-xnn0 12500  df-z 12514  df-uz 12778  df-rp 12932  df-fz 13451  df-fzo 13598  df-fl 13740  df-mod 13818  df-seq 13953  df-exp 14013  df-hash 14282  df-word 14465  df-concat 14522  df-substr 14593  df-pfx 14623  df-reps 14720  df-csh 14740  df-cj 15050  df-re 15051  df-im 15052  df-sqrt 15186  df-abs 15187  df-dvds 16211  df-gcd 16453  df-prm 16630  df-phi 16725

This theorem is referenced by:  cshwshashlem1  17055