Theorem modexp2m1d 46579

Description: The square of an integer which is -1 modulo a number greater than 1 is 1 modulo the same modulus. (Contributed by AV, 5-Jul-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
modexp2m1d.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℤ)
modexp2m1d.e	⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
modexp2m1d.g	⊢ (𝜑 → 1 < 𝐸)
modexp2m1d.m	⊢ (𝜑 → (𝐴 mod 𝐸) = (-1 mod 𝐸))

Assertion

Ref	Expression
modexp2m1d	⊢ (𝜑 → ((𝐴↑2) mod 𝐸) = 1)

Proof of Theorem modexp2m1d

Step	Hyp	Ref	Expression
1		modexp2m1d.a	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℤ)
2	1	zcnd 12672	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
3	2	sqvald 14113	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴↑2) = (𝐴 · 𝐴))
4	3	oveq1d 7427	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐴↑2) mod 𝐸) = ((𝐴 · 𝐴) mod 𝐸))
5		neg1z 12603	. . . . 5 ⊢ -1 ∈ ℤ
6	5	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → -1 ∈ ℤ)
7		modexp2m1d.e	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ+)
8		modexp2m1d.m	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 mod 𝐸) = (-1 mod 𝐸))
9	1, 6, 1, 6, 7, 8, 8	modmul12d 13895	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 · 𝐴) mod 𝐸) = ((-1 · -1) mod 𝐸))
10	4, 9	eqtrd 2771	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐴↑2) mod 𝐸) = ((-1 · -1) mod 𝐸))
11		neg1mulneg1e1 12430	. . . . 5 ⊢ (-1 · -1) = 1
12	11	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (-1 · -1) = 1)
13	12	oveq1d 7427	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((-1 · -1) mod 𝐸) = (1 mod 𝐸))
14	7	rpred 13021	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ)
15		modexp2m1d.g	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 1 < 𝐸)
16		1mod 13873	. . . 4 ⊢ ((𝐸 ∈ ℝ ∧ 1 < 𝐸) → (1 mod 𝐸) = 1)
17	14, 15, 16	syl2anc 583	. . 3 ⊢ (𝜑 → (1 mod 𝐸) = 1)
18	13, 17	eqtrd 2771	. 2 ⊢ (𝜑 → ((-1 · -1) mod 𝐸) = 1)
19	10, 18	eqtrd 2771	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐴↑2) mod 𝐸) = 1)

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1540   ∈ wcel 2105   class class class wbr 5148  (class class class)co 7412  ℝcr 11113  1c1 11115   · cmul 11119   < clt 11253  -cneg 11450  2c2 12272  ℤcz 12563  ℝ⁺crp 12979   mod cmo 13839  ↑cexp 14032

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-cnex 11170  ax-resscn 11171  ax-1cn 11172  ax-icn 11173  ax-addcl 11174  ax-addrcl 11175  ax-mulcl 11176  ax-mulrcl 11177  ax-mulcom 11178  ax-addass 11179  ax-mulass 11180  ax-distr 11181  ax-i2m1 11182  ax-1ne0 11183  ax-1rid 11184  ax-rnegex 11185  ax-rrecex 11186  ax-cnre 11187  ax-pre-lttri 11188  ax-pre-lttrn 11189  ax-pre-ltadd 11190  ax-pre-mulgt0 11191  ax-pre-sup 11192

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7860  df-2nd 7980  df-frecs 8270  df-wrecs 8301  df-recs 8375  df-rdg 8414  df-er 8707  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-sup 9441  df-inf 9442  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11451  df-neg 11452  df-div 11877  df-nn 12218  df-2 12280  df-n0 12478  df-z 12564  df-uz 12828  df-rp 12980  df-fl 13762  df-mod 13840  df-seq 13972  df-exp 14033

This theorem is referenced by:  proththd  46581