Theorem modm1p1ne 48415

Description: If an integer minus one equals another integer plus one modulo an integer greater than 4, then the first integer plus one is not equal to the second integer minus one modulo the same modulus. (Contributed by AV, 15-Nov-2025.)

Hypothesis

Ref	Expression
modm1nep1.i	⊢ 𝐼 = (0..^𝑁)

Assertion

Ref	Expression
modm1p1ne	⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) ∧ 𝑋 ∈ 𝐼 ∧ 𝑌 ∈ 𝐼) → (((𝑌 − 1) mod 𝑁) = ((𝑋 + 1) mod 𝑁) → ((𝑌 + 1) mod 𝑁) ≠ ((𝑋 − 1) mod 𝑁)))

Proof of Theorem modm1p1ne

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eluz2 12964	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) ↔ (5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁))
2		4nn0 12618	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 4 ∈ ℕ0
3	2	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁) → 4 ∈ ℕ0)
4		simp2 1155	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℤ)
5		0red 11304	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁) → 0 ∈ ℝ)
6		5re 12423	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 5 ∈ ℝ
7	6	a1i 11	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁) → 5 ∈ ℝ)
8		zre 12690	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℝ)
9	8	3ad2ant2 1152	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℝ)
10		5pos 12448	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 0 < 5
11	10	a1i 11	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁) → 0 < 5)
12		simp3 1156	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁) → 5 ≤ 𝑁)
13	5, 7, 9, 11, 12	ltletrd 11463	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁) → 0 < 𝑁)
14		elnnz 12696	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ ↔ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 0 < 𝑁))
15	4, 13, 14	sylanbrc 595	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ)
16		4re 12420	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 4 ∈ ℝ
17	16	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁) → 4 ∈ ℝ)
18		4lt5 12515	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 4 < 5
19	18	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁) → 4 < 5)
20	17, 7, 9, 19, 12	ltletrd 11463	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁) → 4 < 𝑁)
21		elfzo0 13828	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (4 ∈ (0..^𝑁) ↔ (4 ∈ ℕ0 ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 4 < 𝑁))
22	3, 15, 20, 21	syl3anbrc 1362	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁) → 4 ∈ (0..^𝑁))
23	1, 22	sylbi 220	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) → 4 ∈ (0..^𝑁))
24		zmodidfzoimp 14034	. . . . . . . . 9 ⊢ (4 ∈ (0..^𝑁) → (4 mod 𝑁) = 4)
25	23, 24	syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) → (4 mod 𝑁) = 4)
26		4ne0 12447	. . . . . . . . 9 ⊢ 4 ≠ 0
27	26	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) → 4 ≠ 0)
28	25, 27	eqnetrd 3023	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) → (4 mod 𝑁) ≠ 0)
29		df-ne 2957	. . . . . . . 8 ⊢ (((4 · 1) mod 𝑁) ≠ 0 ↔ ¬ ((4 · 1) mod 𝑁) = 0)
30		4cn 12421	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 4 ∈ ℂ
31	30	mulridi 11306	. . . . . . . . . 10 ⊢ (4 · 1) = 4
32	31	oveq1i 7428	. . . . . . . . 9 ⊢ ((4 · 1) mod 𝑁) = (4 mod 𝑁)
33	32	neeq1i 3020	. . . . . . . 8 ⊢ (((4 · 1) mod 𝑁) ≠ 0 ↔ (4 mod 𝑁) ≠ 0)
34	29, 33	bitr3i 280	. . . . . . 7 ⊢ (¬ ((4 · 1) mod 𝑁) = 0 ↔ (4 mod 𝑁) ≠ 0)
35	28, 34	sylibr 237	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) → ¬ ((4 · 1) mod 𝑁) = 0)
36	35	3ad2ant1 1151	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) ∧ 𝑋 ∈ 𝐼 ∧ 𝑌 ∈ 𝐼) → ¬ ((4 · 1) mod 𝑁) = 0)
37	36	adantr 486	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) ∧ 𝑋 ∈ 𝐼 ∧ 𝑌 ∈ 𝐼) ∧ ((𝑌 − 1) mod 𝑁) = ((𝑋 + 1) mod 𝑁)) → ¬ ((4 · 1) mod 𝑁) = 0)
38		uzuzle35 13007	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3))
39		eluz3nn 13009	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘3) → 𝑁 ∈ ℕ)
40	38, 39	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) → 𝑁 ∈ ℕ)
41	40	3ad2ant1 1151	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) ∧ 𝑋 ∈ 𝐼 ∧ 𝑌 ∈ 𝐼) → 𝑁 ∈ ℕ)
42		elfzoelz 13786	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋 ∈ (0..^𝑁) → 𝑋 ∈ ℤ)
43		modm1nep1.i	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐼 = (0..^𝑁)
44	42, 43	eleq2s 2879	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ 𝐼 → 𝑋 ∈ ℤ)
45	44	3ad2ant2 1152	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) ∧ 𝑋 ∈ 𝐼 ∧ 𝑌 ∈ 𝐼) → 𝑋 ∈ ℤ)
46		elfzoelz 13786	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑌 ∈ (0..^𝑁) → 𝑌 ∈ ℤ)
47	46, 43	eleq2s 2879	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌 ∈ 𝐼 → 𝑌 ∈ ℤ)
48	47	3ad2ant3 1153	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) ∧ 𝑋 ∈ 𝐼 ∧ 𝑌 ∈ 𝐼) → 𝑌 ∈ ℤ)
49		1zzd 12720	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) ∧ 𝑋 ∈ 𝐼 ∧ 𝑌 ∈ 𝐼) → 1 ∈ ℤ)
50		modmkpkne 48406	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑋 ∈ ℤ ∧ 𝑌 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ)) → (((𝑌 − 1) mod 𝑁) = ((𝑋 + 1) mod 𝑁) → (((𝑌 + 1) mod 𝑁) = ((𝑋 − 1) mod 𝑁) ↔ ((4 · 1) mod 𝑁) = 0)))
51	41, 45, 48, 49, 50	syl13anc 1399	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) ∧ 𝑋 ∈ 𝐼 ∧ 𝑌 ∈ 𝐼) → (((𝑌 − 1) mod 𝑁) = ((𝑋 + 1) mod 𝑁) → (((𝑌 + 1) mod 𝑁) = ((𝑋 − 1) mod 𝑁) ↔ ((4 · 1) mod 𝑁) = 0)))
52	51	imp 412	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) ∧ 𝑋 ∈ 𝐼 ∧ 𝑌 ∈ 𝐼) ∧ ((𝑌 − 1) mod 𝑁) = ((𝑋 + 1) mod 𝑁)) → (((𝑌 + 1) mod 𝑁) = ((𝑋 − 1) mod 𝑁) ↔ ((4 · 1) mod 𝑁) = 0))
53	37, 52	mtbird 328	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) ∧ 𝑋 ∈ 𝐼 ∧ 𝑌 ∈ 𝐼) ∧ ((𝑌 − 1) mod 𝑁) = ((𝑋 + 1) mod 𝑁)) → ¬ ((𝑌 + 1) mod 𝑁) = ((𝑋 − 1) mod 𝑁))
54	53	neqned 2963	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) ∧ 𝑋 ∈ 𝐼 ∧ 𝑌 ∈ 𝐼) ∧ ((𝑌 − 1) mod 𝑁) = ((𝑋 + 1) mod 𝑁)) → ((𝑌 + 1) mod 𝑁) ≠ ((𝑋 − 1) mod 𝑁))
55	54	ex 418	1 ⊢ ((𝑁 ∈ (ℤ≥‘5) ∧ 𝑋 ∈ 𝐼 ∧ 𝑌 ∈ 𝐼) → (((𝑌 − 1) mod 𝑁) = ((𝑋 + 1) mod 𝑁) → ((𝑌 + 1) mod 𝑁) ≠ ((𝑋 − 1) mod 𝑁)))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956   class class class wbr 5103  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418  ℝcr 11192  0cc0 11193  1c1 11194   + caddc 11196   · cmul 11198   < clt 11336   ≤ cle 11337   − cmin 11534  ℕcn 12328  3c3 12391  4c4 12392  5c5 12393  ℕ₀cn0 12599  ℤcz 12686  ℤ_≥cuz 12958  ..^cfzo 13781   mod cmo 14002

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-cnex 11249  ax-resscn 11250  ax-1cn 11251  ax-icn 11252  ax-addcl 11253  ax-addrcl 11254  ax-mulcl 11255  ax-mulrcl 11256  ax-mulcom 11257  ax-addass 11258  ax-mulass 11259  ax-distr 11260  ax-i2m1 11261  ax-1ne0 11262  ax-1rid 11263  ax-rnegex 11264  ax-rrecex 11265  ax-cnre 11266  ax-pre-lttri 11267  ax-pre-lttrn 11268  ax-pre-ltadd 11269  ax-pre-mulgt0 11270  ax-pre-sup 11271

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-er 8710  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-sup 9427  df-inf 9428  df-pnf 11338  df-mnf 11339  df-xr 11340  df-ltxr 11341  df-le 11342  df-sub 11536  df-neg 11537  df-div 11967  df-nn 12329  df-2 12398  df-3 12399  df-4 12400  df-5 12401  df-n0 12600  df-z 12687  df-uz 12959  df-rp 13114  df-fz 13633  df-fzo 13782  df-fl 13925  df-mod 14003  df-dvds 16416

This theorem is used by:  gpgedg2ov  49133