MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lgsdinn0 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lgsdinn0 26693
Description: Variation on lgsdi 26682 valid for all 𝑀, 𝑁 but only for positive 𝐴. (The exact location of the failure of this law is for 𝐴 = -1, 𝑀 = 0, and some 𝑁 in which case (-1 /L 0) = 1 but (-1 /L 𝑁) = -1 when -1 is not a quadratic residue mod 𝑁.) (Contributed by Mario Carneiro, 28-Apr-2016.)
Assertion
Ref Expression
lgsdinn0 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 /L (𝑀 · 𝑁)) = ((𝐴 /L 𝑀) · (𝐴 /L 𝑁)))

Proof of Theorem lgsdinn0
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 7365 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑁 → (𝐴 /L 𝑥) = (𝐴 /L 𝑁))
21oveq1d 7372 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑁 → ((𝐴 /L 𝑥) · (𝐴 /L 0)) = ((𝐴 /L 𝑁) · (𝐴 /L 0)))
32eqeq2d 2747 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑁 → ((𝐴 /L 0) = ((𝐴 /L 𝑥) · (𝐴 /L 0)) ↔ (𝐴 /L 0) = ((𝐴 /L 𝑁) · (𝐴 /L 0))))
4 sq1 14099 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (1↑2) = 1
54eqeq2i 2749 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴↑2) = (1↑2) ↔ (𝐴↑2) = 1)
6 nn0re 12422 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐴 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℝ)
7 nn0ge0 12438 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐴 ∈ ℕ0 → 0 ≤ 𝐴)
8 1re 11155 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1 ∈ ℝ
9 0le1 11678 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 0 ≤ 1
10 sq11 14036 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴) ∧ (1 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 1)) → ((𝐴↑2) = (1↑2) ↔ 𝐴 = 1))
118, 9, 10mpanr12 703 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴) → ((𝐴↑2) = (1↑2) ↔ 𝐴 = 1))
126, 7, 11syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐴 ∈ ℕ0 → ((𝐴↑2) = (1↑2) ↔ 𝐴 = 1))
1312adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) → ((𝐴↑2) = (1↑2) ↔ 𝐴 = 1))
145, 13bitr3id 284 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) → ((𝐴↑2) = 1 ↔ 𝐴 = 1))
1514biimpa 477 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) = 1) → 𝐴 = 1)
1615oveq1d 7372 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) = 1) → (𝐴 /L 𝑥) = (1 /L 𝑥))
17 1lgs 26688 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ ℤ → (1 /L 𝑥) = 1)
1817ad2antlr 725 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) = 1) → (1 /L 𝑥) = 1)
1916, 18eqtrd 2776 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) = 1) → (𝐴 /L 𝑥) = 1)
2019oveq1d 7372 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) = 1) → ((𝐴 /L 𝑥) · (𝐴 /L 0)) = (1 · (𝐴 /L 0)))
21 nn0z 12524 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℤ)
2221ad2antrr 724 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) = 1) → 𝐴 ∈ ℤ)
23 0z 12510 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ ℤ
24 lgscl 26659 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ) → (𝐴 /L 0) ∈ ℤ)
2522, 23, 24sylancl 586 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) = 1) → (𝐴 /L 0) ∈ ℤ)
2625zcnd 12608 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) = 1) → (𝐴 /L 0) ∈ ℂ)
2726mulid2d 11173 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) = 1) → (1 · (𝐴 /L 0)) = (𝐴 /L 0))
2820, 27eqtr2d 2777 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) = 1) → (𝐴 /L 0) = ((𝐴 /L 𝑥) · (𝐴 /L 0)))
29 lgscl 26659 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → (𝐴 /L 𝑥) ∈ ℤ)
3021, 29sylan 580 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) → (𝐴 /L 𝑥) ∈ ℤ)
3130zcnd 12608 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) → (𝐴 /L 𝑥) ∈ ℂ)
3231adantr 481 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) ≠ 1) → (𝐴 /L 𝑥) ∈ ℂ)
3332mul01d 11354 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) ≠ 1) → ((𝐴 /L 𝑥) · 0) = 0)
3421adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℤ)
35 lgs0 26658 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 /L 0) = if((𝐴↑2) = 1, 1, 0))
3634, 35syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) → (𝐴 /L 0) = if((𝐴↑2) = 1, 1, 0))
37 ifnefalse 4498 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴↑2) ≠ 1 → if((𝐴↑2) = 1, 1, 0) = 0)
3836, 37sylan9eq 2796 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) ≠ 1) → (𝐴 /L 0) = 0)
3938oveq2d 7373 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) ≠ 1) → ((𝐴 /L 𝑥) · (𝐴 /L 0)) = ((𝐴 /L 𝑥) · 0))
4033, 39, 383eqtr4rd 2787 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) ∧ (𝐴↑2) ≠ 1) → (𝐴 /L 0) = ((𝐴 /L 𝑥) · (𝐴 /L 0)))
4128, 40pm2.61dane 3032 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) → (𝐴 /L 0) = ((𝐴 /L 𝑥) · (𝐴 /L 0)))
4241ralrimiva 3143 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℕ0 → ∀𝑥 ∈ ℤ (𝐴 /L 0) = ((𝐴 /L 𝑥) · (𝐴 /L 0)))
43423ad2ant1 1133 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ∀𝑥 ∈ ℤ (𝐴 /L 0) = ((𝐴 /L 𝑥) · (𝐴 /L 0)))
44 simp3 1138 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℤ)
453, 43, 44rspcdva 3582 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 /L 0) = ((𝐴 /L 𝑁) · (𝐴 /L 0)))
4645adantr 481 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑀 = 0) → (𝐴 /L 0) = ((𝐴 /L 𝑁) · (𝐴 /L 0)))
47213ad2ant1 1133 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℤ)
4847, 23, 24sylancl 586 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 /L 0) ∈ ℤ)
4948zcnd 12608 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 /L 0) ∈ ℂ)
5049adantr 481 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑀 = 0) → (𝐴 /L 0) ∈ ℂ)
51 lgscl 26659 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 /L 𝑁) ∈ ℤ)
5247, 44, 51syl2anc 584 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 /L 𝑁) ∈ ℤ)
5352zcnd 12608 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 /L 𝑁) ∈ ℂ)
5453adantr 481 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑀 = 0) → (𝐴 /L 𝑁) ∈ ℂ)
5550, 54mulcomd 11176 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑀 = 0) → ((𝐴 /L 0) · (𝐴 /L 𝑁)) = ((𝐴 /L 𝑁) · (𝐴 /L 0)))
5646, 55eqtr4d 2779 . . 3 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑀 = 0) → (𝐴 /L 0) = ((𝐴 /L 0) · (𝐴 /L 𝑁)))
57 oveq1 7364 . . . . 5 (𝑀 = 0 → (𝑀 · 𝑁) = (0 · 𝑁))
5844zcnd 12608 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℂ)
5958mul02d 11353 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (0 · 𝑁) = 0)
6057, 59sylan9eqr 2798 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑀 = 0) → (𝑀 · 𝑁) = 0)
6160oveq2d 7373 . . 3 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑀 = 0) → (𝐴 /L (𝑀 · 𝑁)) = (𝐴 /L 0))
62 simpr 485 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑀 = 0) → 𝑀 = 0)
6362oveq2d 7373 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑀 = 0) → (𝐴 /L 𝑀) = (𝐴 /L 0))
6463oveq1d 7372 . . 3 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑀 = 0) → ((𝐴 /L 𝑀) · (𝐴 /L 𝑁)) = ((𝐴 /L 0) · (𝐴 /L 𝑁)))
6556, 61, 643eqtr4d 2786 . 2 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑀 = 0) → (𝐴 /L (𝑀 · 𝑁)) = ((𝐴 /L 𝑀) · (𝐴 /L 𝑁)))
66 oveq2 7365 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑀 → (𝐴 /L 𝑥) = (𝐴 /L 𝑀))
6766oveq1d 7372 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑀 → ((𝐴 /L 𝑥) · (𝐴 /L 0)) = ((𝐴 /L 𝑀) · (𝐴 /L 0)))
6867eqeq2d 2747 . . . . 5 (𝑥 = 𝑀 → ((𝐴 /L 0) = ((𝐴 /L 𝑥) · (𝐴 /L 0)) ↔ (𝐴 /L 0) = ((𝐴 /L 𝑀) · (𝐴 /L 0))))
69 simp2 1137 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑀 ∈ ℤ)
7068, 43, 69rspcdva 3582 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 /L 0) = ((𝐴 /L 𝑀) · (𝐴 /L 0)))
7170adantr 481 . . 3 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 = 0) → (𝐴 /L 0) = ((𝐴 /L 𝑀) · (𝐴 /L 0)))
72 oveq2 7365 . . . . 5 (𝑁 = 0 → (𝑀 · 𝑁) = (𝑀 · 0))
7369zcnd 12608 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑀 ∈ ℂ)
7473mul01d 11354 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀 · 0) = 0)
7572, 74sylan9eqr 2798 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 = 0) → (𝑀 · 𝑁) = 0)
7675oveq2d 7373 . . 3 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 = 0) → (𝐴 /L (𝑀 · 𝑁)) = (𝐴 /L 0))
77 simpr 485 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 = 0) → 𝑁 = 0)
7877oveq2d 7373 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 = 0) → (𝐴 /L 𝑁) = (𝐴 /L 0))
7978oveq2d 7373 . . 3 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 = 0) → ((𝐴 /L 𝑀) · (𝐴 /L 𝑁)) = ((𝐴 /L 𝑀) · (𝐴 /L 0)))
8071, 76, 793eqtr4d 2786 . 2 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 = 0) → (𝐴 /L (𝑀 · 𝑁)) = ((𝐴 /L 𝑀) · (𝐴 /L 𝑁)))
81 lgsdi 26682 . . 3 (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ≠ 0 ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝐴 /L (𝑀 · 𝑁)) = ((𝐴 /L 𝑀) · (𝐴 /L 𝑁)))
8221, 81syl3anl1 1412 . 2 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑀 ≠ 0 ∧ 𝑁 ≠ 0)) → (𝐴 /L (𝑀 · 𝑁)) = ((𝐴 /L 𝑀) · (𝐴 /L 𝑁)))
8365, 80, 82pm2.61da2ne 3033 1 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐴 /L (𝑀 · 𝑁)) = ((𝐴 /L 𝑀) · (𝐴 /L 𝑁)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396  w3a 1087   = wceq 1541  wcel 2106  wne 2943  wral 3064  ifcif 4486   class class class wbr 5105  (class class class)co 7357  cc 11049  cr 11050  0cc0 11051  1c1 11052   · cmul 11056  cle 11190  2c2 12208  0cn0 12413  cz 12499  cexp 13967   /L clgs 26642
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 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128  ax-pre-sup 11129
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 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-op 4593  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-2o 8413  df-oadd 8416  df-er 8648  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-sup 9378  df-inf 9379  df-dju 9837  df-card 9875  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-div 11813  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-4 12218  df-5 12219  df-6 12220  df-7 12221  df-8 12222  df-9 12223  df-n0 12414  df-xnn0 12486  df-z 12500  df-uz 12764  df-q 12874  df-rp 12916  df-fz 13425  df-fzo 13568  df-fl 13697  df-mod 13775  df-seq 13907  df-exp 13968  df-hash 14231  df-cj 14984  df-re 14985  df-im 14986  df-sqrt 15120  df-abs 15121  df-dvds 16137  df-gcd 16375  df-prm 16548  df-phi 16638  df-pc 16709  df-lgs 26643
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator