Theorem modlt0b 47394

Description: An integer with an absolute value less than a positive integer is 0 modulo the positive integer iff it is 0. (Contributed by AV, 21-Nov-2025.)

Assertion

Ref	Expression
modlt0b	⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑋) < 𝑁) → ((𝑋 mod 𝑁) = 0 ↔ 𝑋 = 0))

Proof of Theorem modlt0b

Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pm3.22 459	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ) → (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
2	1	3adant3 1132	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑋) < 𝑁) → (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ))
3		mod0mul 47387	. . . 4 ⊢ ((𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ((𝑋 mod 𝑁) = 0 → ∃𝑧 ∈ ℤ 𝑋 = (𝑧 · 𝑁)))
4	2, 3	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑋) < 𝑁) → ((𝑋 mod 𝑁) = 0 → ∃𝑧 ∈ ℤ 𝑋 = (𝑧 · 𝑁)))
5		simpr 484	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑋) < 𝑁) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑋 = (𝑧 · 𝑁)) → 𝑋 = (𝑧 · 𝑁))
6		fveq2 6817	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑋 = (𝑧 · 𝑁) → (abs‘𝑋) = (abs‘(𝑧 · 𝑁)))
7	6	adantl 481	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑋 = (𝑧 · 𝑁)) → (abs‘𝑋) = (abs‘(𝑧 · 𝑁)))
8	7	breq1d 5096	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑋 = (𝑧 · 𝑁)) → ((abs‘𝑋) < 𝑁 ↔ (abs‘(𝑧 · 𝑁)) < 𝑁))
9		zcn 12468	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑧 ∈ ℤ → 𝑧 ∈ ℂ)
10		nncn 12128	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℂ)
11		absmul 15196	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℂ) → (abs‘(𝑧 · 𝑁)) = ((abs‘𝑧) · (abs‘𝑁)))
12	9, 10, 11	syl2anr 597	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (abs‘(𝑧 · 𝑁)) = ((abs‘𝑧) · (abs‘𝑁)))
13		nnre 12127	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
14		nnnn0 12383	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
15	14	nn0ge0d 12440	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 0 ≤ 𝑁)
16	13, 15	absidd 15325	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (abs‘𝑁) = 𝑁)
17	16	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (abs‘𝑁) = 𝑁)
18	17	oveq2d 7357	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((abs‘𝑧) · (abs‘𝑁)) = ((abs‘𝑧) · 𝑁))
19	12, 18	eqtrd 2766	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (abs‘(𝑧 · 𝑁)) = ((abs‘𝑧) · 𝑁))
20	19	breq1d 5096	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((abs‘(𝑧 · 𝑁)) < 𝑁 ↔ ((abs‘𝑧) · 𝑁) < 𝑁))
21	9	abscld 15341	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑧 ∈ ℤ → (abs‘𝑧) ∈ ℝ)
22	21	adantl 481	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (abs‘𝑧) ∈ ℝ)
23	13	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℝ)
24		nngt0 12151	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 0 < 𝑁)
25	13, 24	jca 511	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑁))
26	25	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑁 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑁))
27		ltmuldiv 11990	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((abs‘𝑧) ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑁)) → (((abs‘𝑧) · 𝑁) < 𝑁 ↔ (abs‘𝑧) < (𝑁 / 𝑁)))
28	22, 23, 26, 27	syl3anc 1373	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (((abs‘𝑧) · 𝑁) < 𝑁 ↔ (abs‘𝑧) < (𝑁 / 𝑁)))
29		nnne0 12154	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ≠ 0)
30	10, 29	dividd 11890	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝑁 / 𝑁) = 1)
31	30	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑁 / 𝑁) = 1)
32	31	breq2d 5098	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((abs‘𝑧) < (𝑁 / 𝑁) ↔ (abs‘𝑧) < 1))
33	28, 32	bitrd 279	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (((abs‘𝑧) · 𝑁) < 𝑁 ↔ (abs‘𝑧) < 1))
34		zabs0b 15216	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑧 ∈ ℤ → ((abs‘𝑧) < 1 ↔ 𝑧 = 0))
35	34	adantl 481	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((abs‘𝑧) < 1 ↔ 𝑧 = 0))
36		oveq1 7348	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑧 = 0 → (𝑧 · 𝑁) = (0 · 𝑁))
37	10	mul02d 11306	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (0 · 𝑁) = 0)
38	36, 37	sylan9eqr 2788	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 = 0) → (𝑧 · 𝑁) = 0)
39	38	ex 412	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝑧 = 0 → (𝑧 · 𝑁) = 0))
40	39	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑧 = 0 → (𝑧 · 𝑁) = 0))
41	35, 40	sylbid 240	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((abs‘𝑧) < 1 → (𝑧 · 𝑁) = 0))
42	33, 41	sylbid 240	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (((abs‘𝑧) · 𝑁) < 𝑁 → (𝑧 · 𝑁) = 0))
43	20, 42	sylbid 240	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → ((abs‘(𝑧 · 𝑁)) < 𝑁 → (𝑧 · 𝑁) = 0))
44	43	adantr 480	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑋 = (𝑧 · 𝑁)) → ((abs‘(𝑧 · 𝑁)) < 𝑁 → (𝑧 · 𝑁) = 0))
45	8, 44	sylbid 240	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑋 = (𝑧 · 𝑁)) → ((abs‘𝑋) < 𝑁 → (𝑧 · 𝑁) = 0))
46	45	expl 457	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑋 = (𝑧 · 𝑁)) → ((abs‘𝑋) < 𝑁 → (𝑧 · 𝑁) = 0)))
47	46	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ) → ((𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑋 = (𝑧 · 𝑁)) → ((abs‘𝑋) < 𝑁 → (𝑧 · 𝑁) = 0)))
48	47	com23 86	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ) → ((abs‘𝑋) < 𝑁 → ((𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑋 = (𝑧 · 𝑁)) → (𝑧 · 𝑁) = 0)))
49	48	3impia 1117	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑋) < 𝑁) → ((𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑋 = (𝑧 · 𝑁)) → (𝑧 · 𝑁) = 0))
50	49	impl 455	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑋) < 𝑁) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑋 = (𝑧 · 𝑁)) → (𝑧 · 𝑁) = 0)
51	5, 50	eqtrd 2766	. . . . 5 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑋) < 𝑁) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) ∧ 𝑋 = (𝑧 · 𝑁)) → 𝑋 = 0)
52	51	ex 412	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑋) < 𝑁) ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑋 = (𝑧 · 𝑁) → 𝑋 = 0))
53	52	rexlimdva 3133	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑋) < 𝑁) → (∃𝑧 ∈ ℤ 𝑋 = (𝑧 · 𝑁) → 𝑋 = 0))
54	4, 53	syld 47	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑋) < 𝑁) → ((𝑋 mod 𝑁) = 0 → 𝑋 = 0))
55		oveq1 7348	. . . 4 ⊢ (𝑋 = 0 → (𝑋 mod 𝑁) = (0 mod 𝑁))
56		nnrp 12897	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
57		0mod 13801	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℝ+ → (0 mod 𝑁) = 0)
58	56, 57	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (0 mod 𝑁) = 0)
59	58	3ad2ant1 1133	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑋) < 𝑁) → (0 mod 𝑁) = 0)
60	55, 59	sylan9eqr 2788	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑋) < 𝑁) ∧ 𝑋 = 0) → (𝑋 mod 𝑁) = 0)
61	60	ex 412	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑋) < 𝑁) → (𝑋 = 0 → (𝑋 mod 𝑁) = 0))
62	54, 61	impbid 212	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑋 ∈ ℤ ∧ (abs‘𝑋) < 𝑁) → ((𝑋 mod 𝑁) = 0 ↔ 𝑋 = 0))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1541   ∈ wcel 2111  ∃wrex 3056   class class class wbr 5086  ‘cfv 6476  (class class class)co 7341  ℂcc 10999  ℝcr 11000  0cc0 11001  1c1 11002   · cmul 11006   < clt 11141   / cdiv 11769  ℕcn 12120  ℤcz 12463  ℝ⁺crp 12885   mod cmo 13768  abscabs 15136

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 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-sep 5229  ax-nul 5239  ax-pow 5298  ax-pr 5365  ax-un 7663  ax-cnex 11057  ax-resscn 11058  ax-1cn 11059  ax-icn 11060  ax-addcl 11061  ax-addrcl 11062  ax-mulcl 11063  ax-mulrcl 11064  ax-mulcom 11065  ax-addass 11066  ax-mulass 11067  ax-distr 11068  ax-i2m1 11069  ax-1ne0 11070  ax-1rid 11071  ax-rnegex 11072  ax-rrecex 11073  ax-cnre 11074  ax-pre-lttri 11075  ax-pre-lttrn 11076  ax-pre-ltadd 11077  ax-pre-mulgt0 11078  ax-pre-sup 11079

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-nel 3033  df-ral 3048  df-rex 3057  df-rmo 3346  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3737  df-csb 3846  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3914  df-pss 3917  df-nul 4279  df-if 4471  df-pw 4547  df-sn 4572  df-pr 4574  df-op 4578  df-uni 4855  df-iun 4938  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5506  df-eprel 5511  df-po 5519  df-so 5520  df-fr 5564  df-we 5566  df-xp 5617  df-rel 5618  df-cnv 5619  df-co 5620  df-dm 5621  df-rn 5622  df-res 5623  df-ima 5624  df-pred 6243  df-ord 6304  df-on 6305  df-lim 6306  df-suc 6307  df-iota 6432  df-fun 6478  df-fn 6479  df-f 6480  df-f1 6481  df-fo 6482  df-f1o 6483  df-fv 6484  df-riota 7298  df-ov 7344  df-oprab 7345  df-mpo 7346  df-om 7792  df-2nd 7917  df-frecs 8206  df-wrecs 8237  df-recs 8286  df-rdg 8324  df-er 8617  df-en 8865  df-dom 8866  df-sdom 8867  df-sup 9321  df-inf 9322  df-pnf 11143  df-mnf 11144  df-xr 11145  df-ltxr 11146  df-le 11147  df-sub 11341  df-neg 11342  df-div 11770  df-nn 12121  df-2 12183  df-3 12184  df-n0 12377  df-z 12464  df-uz 12728  df-rp 12886  df-fl 13691  df-mod 13769  df-seq 13904  df-exp 13964  df-cj 15001  df-re 15002  df-im 15003  df-sqrt 15137  df-abs 15138

This theorem is referenced by:  mod2addne  47395