Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  mod2addne Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mod2addne 48140
Description: The sums of a nonnegative integer less than the modulus and two integers whose difference is less than the modulus are not equal modulo the modulus. (Contributed by AV, 15-Nov-2025.)
Hypothesis
Ref Expression
mod2addne.i 𝐼 = (0..^𝑁)
Assertion
Ref Expression
mod2addne ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → ((𝑋 + 𝐴) mod 𝑁) ≠ ((𝑋 + 𝐵) mod 𝑁))

Proof of Theorem mod2addne
StepHypRef Expression
1 simp1 1154 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ)
2 zsubcl 12647 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴𝐵) ∈ ℤ)
323adant1 1148 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴𝐵) ∈ ℤ)
433ad2ant2 1152 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (𝐴𝐵) ∈ ℤ)
5 elfzolt2 13710 . . . . . . 7 ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) → (abs‘(𝐴𝐵)) < 𝑁)
653ad2ant3 1153 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (abs‘(𝐴𝐵)) < 𝑁)
7 modlt0b 48139 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴𝐵) ∈ ℤ ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) < 𝑁) → (((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0 ↔ (𝐴𝐵) = 0))
81, 4, 6, 7syl3anc 1398 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0 ↔ (𝐴𝐵) = 0))
9 fveq2 6885 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴𝐵) = 0 → (abs‘(𝐴𝐵)) = (abs‘0))
109eleq1d 2850 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝐵) = 0 → ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) ↔ (abs‘0) ∈ (1..^𝑁)))
1110adantl 487 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) ∧ (𝐴𝐵) = 0) → ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) ↔ (abs‘0) ∈ (1..^𝑁)))
12 abs0 15356 . . . . . . . . . . . . 13 (abs‘0) = 0
1312eleq1i 2856 . . . . . . . . . . . 12 ((abs‘0) ∈ (1..^𝑁) ↔ 0 ∈ (1..^𝑁))
1413a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → ((abs‘0) ∈ (1..^𝑁) ↔ 0 ∈ (1..^𝑁)))
15 elfzo1 13754 . . . . . . . . . . . . 13 (0 ∈ (1..^𝑁) ↔ (0 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 0 < 𝑁))
16 0nnn 12283 . . . . . . . . . . . . . . 15 ¬ 0 ∈ ℕ
1716pm2.21i 120 . . . . . . . . . . . . . 14 (0 ∈ ℕ → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0)
18173ad2ant1 1151 . . . . . . . . . . . . 13 ((0 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 0 < 𝑁) → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0)
1915, 18sylbi 220 . . . . . . . . . . . 12 (0 ∈ (1..^𝑁) → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0)
2019a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → (0 ∈ (1..^𝑁) → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0))
2114, 20sylbid 243 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → ((abs‘0) ∈ (1..^𝑁) → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0))
2221adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) ∧ (𝐴𝐵) = 0) → ((abs‘0) ∈ (1..^𝑁) → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0))
2311, 22sylbid 243 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) ∧ (𝐴𝐵) = 0) → ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0))
2423ex 418 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → ((𝐴𝐵) = 0 → ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0)))
2524com23 87 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) → ((𝐴𝐵) = 0 → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0)))
26253impia 1135 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → ((𝐴𝐵) = 0 → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0))
278, 26sylbid 243 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0 → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0))
2827pm2.01d 192 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0)
29 simp2 1155 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℤ)
3029adantl 487 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → 𝐴 ∈ ℤ)
31 simp3 1156 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐵 ∈ ℤ)
3231adantl 487 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → 𝐵 ∈ ℤ)
33 simpl 488 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → 𝑁 ∈ ℕ)
3430, 32, 333jca 1146 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
35343adant3 1150 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
36 difmod0 16363 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0 ↔ (𝐴 mod 𝑁) = (𝐵 mod 𝑁)))
3735, 36syl 18 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0 ↔ (𝐴 mod 𝑁) = (𝐵 mod 𝑁)))
3828, 37mtbid 327 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → ¬ (𝐴 mod 𝑁) = (𝐵 mod 𝑁))
39 elfzoelz 13700 . . . . . . . . . . 11 (𝑋 ∈ (0..^𝑁) → 𝑋 ∈ ℤ)
40 mod2addne.i . . . . . . . . . . 11 𝐼 = (0..^𝑁)
4139, 40eleq2s 2883 . . . . . . . . . 10 (𝑋𝐼𝑋 ∈ ℤ)
42413ad2ant1 1151 . . . . . . . . 9 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℤ)
4342zcnd 12713 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℂ)
4429zcnd 12713 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℂ)
4543, 44addcomd 11423 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑋 + 𝐴) = (𝐴 + 𝑋))
4645oveq1d 7431 . . . . . 6 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝑋 + 𝐴) mod 𝑁) = ((𝐴 + 𝑋) mod 𝑁))
4731zcnd 12713 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐵 ∈ ℂ)
4843, 47addcomd 11423 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑋 + 𝐵) = (𝐵 + 𝑋))
4948oveq1d 7431 . . . . . 6 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝑋 + 𝐵) mod 𝑁) = ((𝐵 + 𝑋) mod 𝑁))
5046, 49eqeq12d 2781 . . . . 5 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (((𝑋 + 𝐴) mod 𝑁) = ((𝑋 + 𝐵) mod 𝑁) ↔ ((𝐴 + 𝑋) mod 𝑁) = ((𝐵 + 𝑋) mod 𝑁)))
51503ad2ant2 1152 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (((𝑋 + 𝐴) mod 𝑁) = ((𝑋 + 𝐵) mod 𝑁) ↔ ((𝐴 + 𝑋) mod 𝑁) = ((𝐵 + 𝑋) mod 𝑁)))
52 zre 12606 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈ ℝ)
53 zre 12606 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ ℤ → 𝐵 ∈ ℝ)
5452, 53anim12i 625 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
55543adant1 1148 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
5655adantl 487 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
57 nnrp 13040 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
5841zred 12712 . . . . . . . . 9 (𝑋𝐼𝑋 ∈ ℝ)
59583ad2ant1 1151 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℝ)
6057, 59anim12ci 626 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → (𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+))
6156, 60jca 521 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+)))
62613adant3 1150 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+)))
63 modaddb 13956 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+)) → ((𝐴 mod 𝑁) = (𝐵 mod 𝑁) ↔ ((𝐴 + 𝑋) mod 𝑁) = ((𝐵 + 𝑋) mod 𝑁)))
6462, 63syl 18 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → ((𝐴 mod 𝑁) = (𝐵 mod 𝑁) ↔ ((𝐴 + 𝑋) mod 𝑁) = ((𝐵 + 𝑋) mod 𝑁)))
6551, 64bitr4d 285 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (((𝑋 + 𝐴) mod 𝑁) = ((𝑋 + 𝐵) mod 𝑁) ↔ (𝐴 mod 𝑁) = (𝐵 mod 𝑁)))
6665necon3abid 2996 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (((𝑋 + 𝐴) mod 𝑁) ≠ ((𝑋 + 𝐵) mod 𝑁) ↔ ¬ (𝐴 mod 𝑁) = (𝐵 mod 𝑁)))
6738, 66mpbird 260 1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → ((𝑋 + 𝐴) mod 𝑁) ≠ ((𝑋 + 𝐵) mod 𝑁))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 401  w3a 1103   = wceq 1570  wcel 2146  wne 2960   class class class wbr 5111  cfv 6540  (class class class)co 7416  cr 11110  0cc0 11111  1c1 11112   + caddc 11114   < clt 11254  cmin 11452  cn 12244  cz 12602  +crp 13028  ..^cfzo 13695   mod cmo 13916  abscabs 15305
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 7738  ax-cnex 11167  ax-resscn 11168  ax-1cn 11169  ax-icn 11170  ax-addcl 11171  ax-addrcl 11172  ax-mulcl 11173  ax-mulrcl 11174  ax-mulcom 11175  ax-addass 11176  ax-mulass 11177  ax-distr 11178  ax-i2m1 11179  ax-1ne0 11180  ax-1rid 11181  ax-rnegex 11182  ax-rrecex 11183  ax-cnre 11184  ax-pre-lttri 11185  ax-pre-lttrn 11186  ax-pre-ltadd 11187  ax-pre-mulgt0 11188  ax-pre-sup 11189
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-rmo 3371  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 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7865  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-er 8696  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-sup 9405  df-inf 9406  df-pnf 11256  df-mnf 11257  df-xr 11258  df-ltxr 11259  df-le 11260  df-sub 11454  df-neg 11455  df-div 11883  df-nn 12245  df-2 12314  df-3 12315  df-n0 12516  df-z 12603  df-uz 12875  df-rp 13029  df-fz 13548  df-fzo 13696  df-fl 13839  df-mod 13917  df-seq 14052  df-exp 14112  df-cj 15170  df-re 15171  df-im 15172  df-sqrt 15306  df-abs 15307  df-dvds 16329
This theorem is used by:  modm2nep1  48142  modp2nep1  48143  modm1nep2  48144  modm1nem2  48145
  Copyright terms: Public domain W3C validator