divalglem6 - Metamath Proof Explorer

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Theorem divalglem6 16480

Description: Lemma for divalg 16485. (Contributed by Paul Chapman, 21-Mar-2011.)

**Hypotheses**
Ref	Expression
divalglem6.1	⊢ 𝐴 ∈ ℕ
divalglem6.2	⊢ 𝑋 ∈ (0...(𝐴 − 1))
divalglem6.3	⊢ 𝐾 ∈ ℤ

**Assertion**
Ref	Expression
divalglem6	⊢ (𝐾 ≠ 0 → ¬ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ∈ (0...(𝐴 − 1)))

**Proof of Theorem divalglem6**
Step	Hyp	Ref	Expression
1		divalglem6.3	. . . 4 ⊢ 𝐾 ∈ ℤ
2	1	zrei 12614	. . 3 ⊢ 𝐾 ∈ ℝ
3		0re 11227	. . 3 ⊢ 0 ∈ ℝ
4	2, 3	lttri2i 11341	. 2 ⊢ (𝐾 ≠ 0 ↔ (𝐾 < 0 ∨ 0 < 𝐾))
5		divalglem6.2	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑋 ∈ (0...(𝐴 − 1))
6		0z 12619	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ∈ ℤ
7		divalglem6.1	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝐴 ∈ ℕ
8	7	nnzi 12635	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐴 ∈ ℤ
9		elfzm11 13642	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((0 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝑋 ∈ (0...(𝐴 − 1)) ↔ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 0 ≤ 𝑋 ∧ 𝑋 < 𝐴)))
10	6, 8, 9	mp2an 705	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑋 ∈ (0...(𝐴 − 1)) ↔ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 0 ≤ 𝑋 ∧ 𝑋 < 𝐴))
11	5, 10	mpbi 233	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 0 ≤ 𝑋 ∧ 𝑋 < 𝐴)
12	11	simp3i 1159	. . . . . . 7 ⊢ 𝑋 < 𝐴
13	11	simp1i 1157	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑋 ∈ ℤ
14	13	zrei 12614	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑋 ∈ ℝ
15	7	nnrei 12259	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐴 ∈ ℝ
16	2, 15	remulcli 11242	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 · 𝐴) ∈ ℝ
17	14, 15, 16	ltadd1i 11785	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 < 𝐴 ↔ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) < (𝐴 + (𝐾 · 𝐴)))
18	12, 17	mpbi 233	. . . . . 6 ⊢ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) < (𝐴 + (𝐾 · 𝐴))
19	2	renegcli 11536	. . . . . . . 8 ⊢ -𝐾 ∈ ℝ
20	7	nnnn0i 12529	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐴 ∈ ℕ₀
21	20	nn0ge0i 12548	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 ≤ 𝐴
22		lemulge12 12095	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ -𝐾 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 1 ≤ -𝐾)) → 𝐴 ≤ (-𝐾 · 𝐴))
23	22	an4s 673	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴) ∧ (-𝐾 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ -𝐾)) → 𝐴 ≤ (-𝐾 · 𝐴))
24	15, 21, 23	mpanl12 715	. . . . . . . 8 ⊢ ((-𝐾 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ -𝐾) → 𝐴 ≤ (-𝐾 · 𝐴))
25	19, 24	mpan 703	. . . . . . 7 ⊢ (1 ≤ -𝐾 → 𝐴 ≤ (-𝐾 · 𝐴))
26		lt0neg1 11737	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 ∈ ℝ → (𝐾 < 0 ↔ 0 < -𝐾))
27	2, 26	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 < 0 ↔ 0 < -𝐾)
28		znegcl 12646	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐾 ∈ ℤ → -𝐾 ∈ ℤ)
29	1, 28	ax-mp 5	. . . . . . . . . 10 ⊢ -𝐾 ∈ ℤ
30		zltp1le 12661	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((0 ∈ ℤ ∧ -𝐾 ∈ ℤ) → (0 < -𝐾 ↔ (0 + 1) ≤ -𝐾))
31	6, 29, 30	mp2an 705	. . . . . . . . 9 ⊢ (0 < -𝐾 ↔ (0 + 1) ≤ -𝐾)
32		0p1e1 12378	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0 + 1) = 1
33	32	breq1i 5118	. . . . . . . . 9 ⊢ ((0 + 1) ≤ -𝐾 ↔ 1 ≤ -𝐾)
34	31, 33	bitri 278	. . . . . . . 8 ⊢ (0 < -𝐾 ↔ 1 ≤ -𝐾)
35	27, 34	bitri 278	. . . . . . 7 ⊢ (𝐾 < 0 ↔ 1 ≤ -𝐾)
36	2	recni 11240	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝐾 ∈ ℂ
37	15	recni 11240	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝐴 ∈ ℂ
38	36, 37	mulneg1i 11677	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (-𝐾 · 𝐴) = -(𝐾 · 𝐴)
39	38	oveq2i 7430	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 − (-𝐾 · 𝐴)) = (𝐴 − -(𝐾 · 𝐴))
40	16	recni 11240	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐾 · 𝐴) ∈ ℂ
41	37, 40	subnegi 11554	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 − -(𝐾 · 𝐴)) = (𝐴 + (𝐾 · 𝐴))
42	39, 41	eqtri 2788	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 − (-𝐾 · 𝐴)) = (𝐴 + (𝐾 · 𝐴))
43	42	breq1i 5118	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 − (-𝐾 · 𝐴)) ≤ 0 ↔ (𝐴 + (𝐾 · 𝐴)) ≤ 0)
44	19, 15	remulcli 11242	. . . . . . . . 9 ⊢ (-𝐾 · 𝐴) ∈ ℝ
45		suble0 11745	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ (-𝐾 · 𝐴) ∈ ℝ) → ((𝐴 − (-𝐾 · 𝐴)) ≤ 0 ↔ 𝐴 ≤ (-𝐾 · 𝐴)))
46	15, 44, 45	mp2an 705	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 − (-𝐾 · 𝐴)) ≤ 0 ↔ 𝐴 ≤ (-𝐾 · 𝐴))
47	43, 46	bitr3i 280	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 + (𝐾 · 𝐴)) ≤ 0 ↔ 𝐴 ≤ (-𝐾 · 𝐴))
48	25, 35, 47	3imtr4i 295	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 < 0 → (𝐴 + (𝐾 · 𝐴)) ≤ 0)
49	14, 16	readdcli 11241	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ∈ ℝ
50	15, 16	readdcli 11241	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 + (𝐾 · 𝐴)) ∈ ℝ
51	49, 50, 3	ltletri 11355	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) < (𝐴 + (𝐾 · 𝐴)) ∧ (𝐴 + (𝐾 · 𝐴)) ≤ 0) → (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) < 0)
52	18, 48, 51	sylancr 599	. . . . 5 ⊢ (𝐾 < 0 → (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) < 0)
53	49, 3	ltnlei 11348	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) < 0 ↔ ¬ 0 ≤ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)))
54	52, 53	sylib 221	. . . 4 ⊢ (𝐾 < 0 → ¬ 0 ≤ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)))
55		elfzle1 13573	. . . 4 ⊢ ((𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ∈ (0...(𝐴 − 1)) → 0 ≤ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)))
56	54, 55	nsyl 141	. . 3 ⊢ (𝐾 < 0 → ¬ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ∈ (0...(𝐴 − 1)))
57		zltp1le 12661	. . . . . . . . 9 ⊢ ((0 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ) → (0 < 𝐾 ↔ (0 + 1) ≤ 𝐾))
58	6, 1, 57	mp2an 705	. . . . . . . 8 ⊢ (0 < 𝐾 ↔ (0 + 1) ≤ 𝐾)
59	32	breq1i 5118	. . . . . . . 8 ⊢ ((0 + 1) ≤ 𝐾 ↔ 1 ≤ 𝐾)
60	58, 59	bitri 278	. . . . . . 7 ⊢ (0 < 𝐾 ↔ 1 ≤ 𝐾)
61		lemulge12 12095	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐾 ∈ ℝ) ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 1 ≤ 𝐾)) → 𝐴 ≤ (𝐾 · 𝐴))
62	15, 2, 61	mpanl12 715	. . . . . . . 8 ⊢ ((0 ≤ 𝐴 ∧ 1 ≤ 𝐾) → 𝐴 ≤ (𝐾 · 𝐴))
63	21, 62	mpan 703	. . . . . . 7 ⊢ (1 ≤ 𝐾 → 𝐴 ≤ (𝐾 · 𝐴))
64	60, 63	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ (0 < 𝐾 → 𝐴 ≤ (𝐾 · 𝐴))
65	11	simp2i 1158	. . . . . . 7 ⊢ 0 ≤ 𝑋
66		addge02 11742	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐾 · 𝐴) ∈ ℝ ∧ 𝑋 ∈ ℝ) → (0 ≤ 𝑋 ↔ (𝐾 · 𝐴) ≤ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴))))
67	16, 14, 66	mp2an 705	. . . . . . 7 ⊢ (0 ≤ 𝑋 ↔ (𝐾 · 𝐴) ≤ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)))
68	65, 67	mpbi 233	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 · 𝐴) ≤ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴))
69	15, 16, 49	letri 11356	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ≤ (𝐾 · 𝐴) ∧ (𝐾 · 𝐴) ≤ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴))) → 𝐴 ≤ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)))
70	64, 68, 69	sylancl 598	. . . . 5 ⊢ (0 < 𝐾 → 𝐴 ≤ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)))
71	15, 49	lenlti 11347	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ≤ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ↔ ¬ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) < 𝐴)
72	70, 71	sylib 221	. . . 4 ⊢ (0 < 𝐾 → ¬ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) < 𝐴)
73		elfzm11 13642	. . . . . 6 ⊢ ((0 ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → ((𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ∈ (0...(𝐴 − 1)) ↔ ((𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ∈ ℤ ∧ 0 ≤ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ∧ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) < 𝐴)))
74	6, 8, 73	mp2an 705	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ∈ (0...(𝐴 − 1)) ↔ ((𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ∈ ℤ ∧ 0 ≤ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ∧ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) < 𝐴))
75	74	simp3bi 1165	. . . 4 ⊢ ((𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ∈ (0...(𝐴 − 1)) → (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) < 𝐴)
76	72, 75	nsyl 141	. . 3 ⊢ (0 < 𝐾 → ¬ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ∈ (0...(𝐴 − 1)))
77	56, 76	jaoi 871	. 2 ⊢ ((𝐾 < 0 ∨ 0 < 𝐾) → ¬ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ∈ (0...(𝐴 − 1)))
78	4, 77	sylbi 220	1 ⊢ (𝐾 ≠ 0 → ¬ (𝑋 + (𝐾 · 𝐴)) ∈ (0...(𝐴 − 1)))

Colors of variables: wff setvar class

This proof depends on syntax axioms: ¬ wn 3 → wi 4 ↔ wb 209 ∧ wa 401 ∨ wo 861 ∧ w3a 1103 ∈ wcel 2146 ≠ wne 2960 class class class wbr 5111 (class class class)co 7419 ℝcr 11116 0cc0 11117 1c1 11118 + caddc 11120 · cmul 11122 < clt 11260 ≤ cle 11261 − cmin 11458 -cneg 11459 ℕcn 12250 ℤcz 12608 ...cfz 13553

This proof depends on axioms: ax-mp 5 ax-1 6 ax-2 7 ax-3 8 ax-gen 1828 ax-4 1842 ax-5 1943 ax-6 2000 ax-7 2041 ax-8 2148 ax-9 2156 ax-10 2179 ax-11 2195 ax-12 2216 ax-ext 2737 ax-sep 5259 ax-nul 5271 ax-pow 5338 ax-pr 5406 ax-un 7742 ax-cnex 11173 ax-resscn 11174 ax-1cn 11175 ax-icn 11176 ax-addcl 11177 ax-addrcl 11178 ax-mulcl 11179 ax-mulrcl 11180 ax-mulcom 11181 ax-addass 11182 ax-mulass 11183 ax-distr 11184 ax-i2m1 11185 ax-1ne0 11186 ax-1rid 11187 ax-rnegex 11188 ax-rrecex 11189 ax-cnre 11190 ax-pre-lttri 11191 ax-pre-lttrn 11192 ax-pre-ltadd 11193 ax-pre-mulgt0 11194

This proof depends on definitions: df-bi 210 df-an 402 df-or 862 df-3or 1104 df-3an 1105 df-tru 1573 df-fal 1583 df-ex 1813 df-nf 1817 df-sb 2100 df-mo 2569 df-eu 2599 df-clab 2744 df-cleq 2757 df-clel 2840 df-nfc 2914 df-ne 2961 df-nel 3067 df-ral 3082 df-rex 3092 df-reu 3372 df-rab 3419 df-v 3459 df-sbc 3747 df-csb 3855 df-dif 3909 df-un 3911 df-in 3913 df-ss 3923 df-pss 3926 df-nul 4287 df-if 4490 df-pw 4566 df-sn 4592 df-pr 4594 df-op 4598 df-uni 4875 df-iun 4960 df-br 5112 df-opab 5176 df-mpt 5195 df-tr 5221 df-id 5558 df-eprel 5563 df-po 5571 df-so 5572 df-fr 5616 df-we 5618 df-xp 5669 df-rel 5670 df-cnv 5671 df-co 5672 df-dm 5673 df-rn 5674 df-res 5675 df-ima 5676 df-pred 6306 df-ord 6367 df-on 6368 df-lim 6369 df-suc 6370 df-iota 6496 df-fun 6542 df-fn 6543 df-f 6544 df-f1 6545 df-fo 6546 df-f1o 6547 df-fv 6548 df-riota 7376 df-ov 7422 df-oprab 7423 df-mpo 7424 df-om 7869 df-1st 7992 df-2nd 7993 df-frecs 8284 df-wrecs 8315 df-recs 8364 df-rdg 8403 df-er 8700 df-en 8950 df-dom 8951 df-sdom 8952 df-pnf 11262 df-mnf 11263 df-xr 11264 df-ltxr 11265 df-le 11266 df-sub 11460 df-neg 11461 df-nn 12251 df-n0 12522 df-z 12609 df-uz 12881 df-fz 13554

This theorem is used by: divalglem7 16481

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