Theorem cshwsidrepswmod0 17020

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 867	. . 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 1148	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ))
4	3	ad2antlr 727	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ))
5		simplr3 1218	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → 𝐿 ∈ ℤ)
6		simpll 766	. . . . 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 17019	. . . . . 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 1374	. . . 4 ⊢ ((((𝐿 mod (♯‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (♯‘𝑊)))
11	10	olcd 874	. . 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 3013	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 847   ∧ w3a 1086   = wceq 1541   ∈ wcel 2113   ≠ wne 2930  ‘cfv 6490  (class class class)co 7356  0cc0 11024  ℤcz 12486   mod cmo 13787  ♯chash 14251  Word cword 14434   repeatS creps 14689   cyclShift ccsh 14709  ℙcprime 16596

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2706  ax-rep 5222  ax-sep 5239  ax-nul 5249  ax-pow 5308  ax-pr 5375  ax-un 7678  ax-cnex 11080  ax-resscn 11081  ax-1cn 11082  ax-icn 11083  ax-addcl 11084  ax-addrcl 11085  ax-mulcl 11086  ax-mulrcl 11087  ax-mulcom 11088  ax-addass 11089  ax-mulass 11090  ax-distr 11091  ax-i2m1 11092  ax-1ne0 11093  ax-1rid 11094  ax-rnegex 11095  ax-rrecex 11096  ax-cnre 11097  ax-pre-lttri 11098  ax-pre-lttrn 11099  ax-pre-ltadd 11100  ax-pre-mulgt0 11101  ax-pre-sup 11102

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2809  df-nfc 2883  df-ne 2931  df-nel 3035  df-ral 3050  df-rex 3059  df-rmo 3348  df-reu 3349  df-rab 3398  df-v 3440  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4284  df-if 4478  df-pw 4554  df-sn 4579  df-pr 4581  df-op 4585  df-uni 4862  df-int 4901  df-iun 4946  df-br 5097  df-opab 5159  df-mpt 5178  df-tr 5204  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 7313  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-frecs 8221  df-wrecs 8252  df-recs 8301  df-rdg 8339  df-1o 8395  df-2o 8396  df-oadd 8399  df-er 8633  df-en 8882  df-dom 8883  df-sdom 8884  df-fin 8885  df-sup 9343  df-inf 9344  df-dju 9811  df-card 9849  df-pnf 11166  df-mnf 11167  df-xr 11168  df-ltxr 11169  df-le 11170  df-sub 11364  df-neg 11365  df-div 11793  df-nn 12144  df-2 12206  df-3 12207  df-n0 12400  df-xnn0 12473  df-z 12487  df-uz 12750  df-rp 12904  df-fz 13422  df-fzo 13569  df-fl 13710  df-mod 13788  df-seq 13923  df-exp 13983  df-hash 14252  df-word 14435  df-concat 14492  df-substr 14563  df-pfx 14593  df-reps 14690  df-csh 14710  df-cj 15020  df-re 15021  df-im 15022  df-sqrt 15156  df-abs 15157  df-dvds 16178  df-gcd 16420  df-prm 16597  df-phi 16691

This theorem is referenced by:  cshwshashlem1  17021