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 47830
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 1137 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ)
2 zsubcl 12560 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴𝐵) ∈ ℤ)
323adant1 1131 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴𝐵) ∈ ℤ)
433ad2ant2 1135 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (𝐴𝐵) ∈ ℤ)
5 elfzolt2 13614 . . . . . . 7 ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) → (abs‘(𝐴𝐵)) < 𝑁)
653ad2ant3 1136 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (abs‘(𝐴𝐵)) < 𝑁)
7 modlt0b 47829 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴𝐵) ∈ ℤ ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) < 𝑁) → (((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0 ↔ (𝐴𝐵) = 0))
81, 4, 6, 7syl3anc 1374 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0 ↔ (𝐴𝐵) = 0))
9 fveq2 6834 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴𝐵) = 0 → (abs‘(𝐴𝐵)) = (abs‘0))
109eleq1d 2822 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝐵) = 0 → ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) ↔ (abs‘0) ∈ (1..^𝑁)))
1110adantl 481 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) ∧ (𝐴𝐵) = 0) → ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) ↔ (abs‘0) ∈ (1..^𝑁)))
12 abs0 15238 . . . . . . . . . . . . 13 (abs‘0) = 0
1312eleq1i 2828 . . . . . . . . . . . 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 13658 . . . . . . . . . . . . 13 (0 ∈ (1..^𝑁) ↔ (0 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 0 < 𝑁))
16 0nnn 12204 . . . . . . . . . . . . . . 15 ¬ 0 ∈ ℕ
1716pm2.21i 119 . . . . . . . . . . . . . 14 (0 ∈ ℕ → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0)
18173ad2ant1 1134 . . . . . . . . . . . . 13 ((0 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 0 < 𝑁) → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0)
1915, 18sylbi 217 . . . . . . . . . . . 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 240 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → ((abs‘0) ∈ (1..^𝑁) → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0))
2221adantr 480 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) ∧ (𝐴𝐵) = 0) → ((abs‘0) ∈ (1..^𝑁) → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0))
2311, 22sylbid 240 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) ∧ (𝐴𝐵) = 0) → ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0))
2423ex 412 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → ((𝐴𝐵) = 0 → ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0)))
2524com23 86 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) → ((𝐴𝐵) = 0 → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0)))
26253impia 1118 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → ((𝐴𝐵) = 0 → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0))
278, 26sylbid 240 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0 → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0))
2827pm2.01d 190 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0)
29 simp2 1138 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℤ)
3029adantl 481 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → 𝐴 ∈ ℤ)
31 simp3 1139 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐵 ∈ ℤ)
3231adantl 481 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → 𝐵 ∈ ℤ)
33 simpl 482 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → 𝑁 ∈ ℕ)
3430, 32, 333jca 1129 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
35343adant3 1133 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
36 difmod0 16247 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0 ↔ (𝐴 mod 𝑁) = (𝐵 mod 𝑁)))
3735, 36syl 17 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0 ↔ (𝐴 mod 𝑁) = (𝐵 mod 𝑁)))
3828, 37mtbid 324 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → ¬ (𝐴 mod 𝑁) = (𝐵 mod 𝑁))
39 elfzoelz 13604 . . . . . . . . . . 11 (𝑋 ∈ (0..^𝑁) → 𝑋 ∈ ℤ)
40 mod2addne.i . . . . . . . . . . 11 𝐼 = (0..^𝑁)
4139, 40eleq2s 2855 . . . . . . . . . 10 (𝑋𝐼𝑋 ∈ ℤ)
42413ad2ant1 1134 . . . . . . . . 9 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℤ)
4342zcnd 12625 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℂ)
4429zcnd 12625 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℂ)
4543, 44addcomd 11339 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑋 + 𝐴) = (𝐴 + 𝑋))
4645oveq1d 7375 . . . . . 6 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝑋 + 𝐴) mod 𝑁) = ((𝐴 + 𝑋) mod 𝑁))
4731zcnd 12625 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐵 ∈ ℂ)
4843, 47addcomd 11339 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑋 + 𝐵) = (𝐵 + 𝑋))
4948oveq1d 7375 . . . . . 6 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝑋 + 𝐵) mod 𝑁) = ((𝐵 + 𝑋) mod 𝑁))
5046, 49eqeq12d 2753 . . . . 5 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (((𝑋 + 𝐴) mod 𝑁) = ((𝑋 + 𝐵) mod 𝑁) ↔ ((𝐴 + 𝑋) mod 𝑁) = ((𝐵 + 𝑋) mod 𝑁)))
51503ad2ant2 1135 . . . 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 12519 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈ ℝ)
53 zre 12519 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ ℤ → 𝐵 ∈ ℝ)
5452, 53anim12i 614 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
55543adant1 1131 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
5655adantl 481 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
57 nnrp 12945 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
5841zred 12624 . . . . . . . . 9 (𝑋𝐼𝑋 ∈ ℝ)
59583ad2ant1 1134 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℝ)
6057, 59anim12ci 615 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → (𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+))
6156, 60jca 511 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+)))
62613adant3 1133 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+)))
63 modaddb 13859 . . . . 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 17 . . . 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 282 . . 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 2969 . 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 257 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 206  wa 395  w3a 1087   = wceq 1542  wcel 2114  wne 2933   class class class wbr 5086  cfv 6492  (class class class)co 7360  cr 11028  0cc0 11029  1c1 11030   + caddc 11032   < clt 11170  cmin 11368  cn 12165  cz 12515  +crp 12933  ..^cfzo 13599   mod cmo 13819  abscabs 15187
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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5302  ax-pr 5370  ax-un 7682  ax-cnex 11085  ax-resscn 11086  ax-1cn 11087  ax-icn 11088  ax-addcl 11089  ax-addrcl 11090  ax-mulcl 11091  ax-mulrcl 11092  ax-mulcom 11093  ax-addass 11094  ax-mulass 11095  ax-distr 11096  ax-i2m1 11097  ax-1ne0 11098  ax-1rid 11099  ax-rnegex 11100  ax-rrecex 11101  ax-cnre 11102  ax-pre-lttri 11103  ax-pre-lttrn 11104  ax-pre-ltadd 11105  ax-pre-mulgt0 11106  ax-pre-sup 11107
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-uni 4852  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-om 7811  df-1st 7935  df-2nd 7936  df-frecs 8224  df-wrecs 8255  df-recs 8304  df-rdg 8342  df-er 8636  df-en 8887  df-dom 8888  df-sdom 8889  df-sup 9348  df-inf 9349  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-div 11799  df-nn 12166  df-2 12235  df-3 12236  df-n0 12429  df-z 12516  df-uz 12780  df-rp 12934  df-fz 13453  df-fzo 13600  df-fl 13742  df-mod 13820  df-seq 13955  df-exp 14015  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-dvds 16213
This theorem is referenced by:  modm2nep1  47832  modp2nep1  47833  modm1nep2  47834  modm1nem2  47835
  Copyright terms: Public domain W3C validator