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 47368
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 1136 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ)
2 zsubcl 12536 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴𝐵) ∈ ℤ)
323adant1 1130 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴𝐵) ∈ ℤ)
433ad2ant2 1134 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (𝐴𝐵) ∈ ℤ)
5 elfzolt2 13590 . . . . . . 7 ((abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁) → (abs‘(𝐴𝐵)) < 𝑁)
653ad2ant3 1135 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (abs‘(𝐴𝐵)) < 𝑁)
7 modlt0b 47367 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴𝐵) ∈ ℤ ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) < 𝑁) → (((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0 ↔ (𝐴𝐵) = 0))
81, 4, 6, 7syl3anc 1373 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0 ↔ (𝐴𝐵) = 0))
9 fveq2 6826 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴𝐵) = 0 → (abs‘(𝐴𝐵)) = (abs‘0))
109eleq1d 2813 . . . . . . . . . 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 15211 . . . . . . . . . . . . 13 (abs‘0) = 0
1312eleq1i 2819 . . . . . . . . . . . 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 13634 . . . . . . . . . . . . 13 (0 ∈ (1..^𝑁) ↔ (0 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 0 < 𝑁))
16 0nnn 12183 . . . . . . . . . . . . . . 15 ¬ 0 ∈ ℕ
1716pm2.21i 119 . . . . . . . . . . . . . 14 (0 ∈ ℕ → ¬ ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = 0)
18173ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . . . 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 1117 . . . . 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 1137 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℤ)
3029adantl 481 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → 𝐴 ∈ ℤ)
31 simp3 1138 . . . . . . 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 1128 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
35343adant3 1132 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
36 difmod0 16217 . . . 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 13581 . . . . . . . . . . 11 (𝑋 ∈ (0..^𝑁) → 𝑋 ∈ ℤ)
40 mod2addne.i . . . . . . . . . . 11 𝐼 = (0..^𝑁)
4139, 40eleq2s 2846 . . . . . . . . . 10 (𝑋𝐼𝑋 ∈ ℤ)
42413ad2ant1 1133 . . . . . . . . 9 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℤ)
4342zcnd 12600 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℂ)
4429zcnd 12600 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℂ)
4543, 44addcomd 11337 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑋 + 𝐴) = (𝐴 + 𝑋))
4645oveq1d 7368 . . . . . 6 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝑋 + 𝐴) mod 𝑁) = ((𝐴 + 𝑋) mod 𝑁))
4731zcnd 12600 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝐵 ∈ ℂ)
4843, 47addcomd 11337 . . . . . . 7 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝑋 + 𝐵) = (𝐵 + 𝑋))
4948oveq1d 7368 . . . . . 6 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → ((𝑋 + 𝐵) mod 𝑁) = ((𝐵 + 𝑋) mod 𝑁))
5046, 49eqeq12d 2745 . . . . 5 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (((𝑋 + 𝐴) mod 𝑁) = ((𝑋 + 𝐵) mod 𝑁) ↔ ((𝐴 + 𝑋) mod 𝑁) = ((𝐵 + 𝑋) mod 𝑁)))
51503ad2ant2 1134 . . . 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 12494 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈ ℝ)
53 zre 12494 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ ℤ → 𝐵 ∈ ℝ)
5452, 53anim12i 613 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
55543adant1 1130 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
5655adantl 481 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ)) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
57 nnrp 12924 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
5841zred 12599 . . . . . . . . 9 (𝑋𝐼𝑋 ∈ ℝ)
59583ad2ant1 1133 . . . . . . . 8 ((𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) → 𝑋 ∈ ℝ)
6057, 59anim12ci 614 . . . . . . 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 1132 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋𝐼𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ) ∧ (abs‘(𝐴𝐵)) ∈ (1..^𝑁)) → ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑋 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+)))
63 modaddb 13832 . . . . 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 2961 . 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 1086   = wceq 1540  wcel 2109  wne 2925   class class class wbr 5095  cfv 6486  (class class class)co 7353  cr 11027  0cc0 11028  1c1 11029   + caddc 11031   < clt 11168  cmin 11366  cn 12147  cz 12490  +crp 12912  ..^cfzo 13576   mod cmo 13792  abscabs 15160
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-sep 5238  ax-nul 5248  ax-pow 5307  ax-pr 5374  ax-un 7675  ax-cnex 11084  ax-resscn 11085  ax-1cn 11086  ax-icn 11087  ax-addcl 11088  ax-addrcl 11089  ax-mulcl 11090  ax-mulrcl 11091  ax-mulcom 11092  ax-addass 11093  ax-mulass 11094  ax-distr 11095  ax-i2m1 11096  ax-1ne0 11097  ax-1rid 11098  ax-rnegex 11099  ax-rrecex 11100  ax-cnre 11101  ax-pre-lttri 11102  ax-pre-lttrn 11103  ax-pre-ltadd 11104  ax-pre-mulgt0 11105  ax-pre-sup 11106
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3345  df-reu 3346  df-rab 3397  df-v 3440  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 4479  df-pw 4555  df-sn 4580  df-pr 4582  df-op 4586  df-uni 4862  df-iun 4946  df-br 5096  df-opab 5158  df-mpt 5177  df-tr 5203  df-id 5518  df-eprel 5523  df-po 5531  df-so 5532  df-fr 5576  df-we 5578  df-xp 5629  df-rel 5630  df-cnv 5631  df-co 5632  df-dm 5633  df-rn 5634  df-res 5635  df-ima 5636  df-pred 6253  df-ord 6314  df-on 6315  df-lim 6316  df-suc 6317  df-iota 6442  df-fun 6488  df-fn 6489  df-f 6490  df-f1 6491  df-fo 6492  df-f1o 6493  df-fv 6494  df-riota 7310  df-ov 7356  df-oprab 7357  df-mpo 7358  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-frecs 8221  df-wrecs 8252  df-recs 8301  df-rdg 8339  df-er 8632  df-en 8880  df-dom 8881  df-sdom 8882  df-sup 9351  df-inf 9352  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11368  df-neg 11369  df-div 11797  df-nn 12148  df-2 12210  df-3 12211  df-n0 12404  df-z 12491  df-uz 12755  df-rp 12913  df-fz 13430  df-fzo 13577  df-fl 13715  df-mod 13793  df-seq 13928  df-exp 13988  df-cj 15025  df-re 15026  df-im 15027  df-sqrt 15161  df-abs 15162  df-dvds 16183
This theorem is referenced by:  modm2nep1  47370  modp2nep1  47371  modm1nep2  47372  modm1nem2  47373
  Copyright terms: Public domain W3C validator