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 48107
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 12631 . . . . . . . 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 13693 . . . . . . 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 48106 . . . . . 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 6881 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴𝐵) = 0 → (abs‘(𝐴𝐵)) = (abs‘0))
109eleq1d 2848 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝐵) = 0 → ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) ↔ (abs‘0) ∈ (1..^𝑁)))
1110adantl 486 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) ∧ (𝐴𝐵) = 0) → ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) ↔ (abs‘0) ∈ (1..^𝑁)))
12 abs0 15332 . . . . . . . . . . . . 13 (abs‘0) = 0
1312eleq1i 2854 . . . . . . . . . . . 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 13737 . . . . . . . . . . . . 13 (0 ∈ (1..^𝑁) ↔ (0 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 0 < 𝑁))
16 0nnn 12267 . . . . . . . . . . . . . . 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 485 . . . . . . . . 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 417 . . . . . . 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 486 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → 𝐴 ∈ ℤ)
31 simp3 1156 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐵 ∈ ℤ)
3231adantl 486 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → 𝐵 ∈ ℤ)
33 simpl 487 . . . . . 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 16340 . . . 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 13683 . . . . . . . . . . 11 (𝑋 ∈ (0..^𝑁) → 𝑋 ∈ ℤ)
40 mod2addne.i . . . . . . . . . . 11 𝐼 = (0..^𝑁)
4139, 40eleq2s 2881 . . . . . . . . . 10 (𝑋𝐼𝑋 ∈ ℤ)
42413ad2ant1 1151 . . . . . . . . 9 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℤ)
4342zcnd 12696 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℂ)
4429zcnd 12696 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℂ)
4543, 44addcomd 11407 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑋 + 𝐴) = (𝐴 + 𝑋))
4645oveq1d 7425 . . . . . 6 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝑋 + 𝐴) mod 𝑁) = ((𝐴 + 𝑋) mod 𝑁))
4731zcnd 12696 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐵 ∈ ℂ)
4843, 47addcomd 11407 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑋 + 𝐵) = (𝐵 + 𝑋))
4948oveq1d 7425 . . . . . 6 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝑋 + 𝐵) mod 𝑁) = ((𝐵 + 𝑋) mod 𝑁))
5046, 49eqeq12d 2779 . . . . 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 12590 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈ ℝ)
53 zre 12590 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ ℤ → 𝐵 ∈ ℝ)
5452, 53anim12i 624 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
55543adant1 1148 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
5655adantl 486 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
57 nnrp 13023 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
5841zred 12695 . . . . . . . . 9 (𝑋𝐼𝑋 ∈ ℝ)
59583ad2ant1 1151 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℝ)
6057, 59anim12ci 625 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → (𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+))
6156, 60jca 520 . . . . . 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 13938 . . . . 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 2994 . 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
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 400  w3a 1103   = wceq 1570  wcel 2143  wne 2958   class class class wbr 5109  cfv 6536  (class class class)co 7410  cr 11094  0cc0 11095  1c1 11096   + caddc 11098   < clt 11238  cmin 11436  cn 12228  cz 12586  +crp 13011  ..^cfzo 13678   mod cmo 13898  abscabs 15281
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-cnex 11151  ax-resscn 11152  ax-1cn 11153  ax-icn 11154  ax-addcl 11155  ax-addrcl 11156  ax-mulcl 11157  ax-mulrcl 11158  ax-mulcom 11159  ax-addass 11160  ax-mulass 11161  ax-distr 11162  ax-i2m1 11163  ax-1ne0 11164  ax-1rid 11165  ax-rnegex 11166  ax-rrecex 11167  ax-cnre 11168  ax-pre-lttri 11169  ax-pre-lttrn 11170  ax-pre-ltadd 11171  ax-pre-mulgt0 11172  ax-pre-sup 11173
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-er 8690  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-sup 9398  df-inf 9399  df-pnf 11240  df-mnf 11241  df-xr 11242  df-ltxr 11243  df-le 11244  df-sub 11438  df-neg 11439  df-div 11867  df-nn 12229  df-2 12298  df-3 12299  df-n0 12500  df-z 12587  df-uz 12858  df-rp 13012  df-fz 13531  df-fzo 13679  df-fl 13821  df-mod 13899  df-seq 14034  df-exp 14094  df-cj 15146  df-re 15147  df-im 15148  df-sqrt 15282  df-abs 15283  df-dvds 16306
This theorem is referenced by:  modm2nep1  48109  modp2nep1  48110  modm1nep2  48111  modm1nem2  48112
  Copyright terms: Public domain W3C validator