MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  modmuladdnn0 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem modmuladdnn0 14061
Description: Implication of a decomposition of a nonnegative integer into a multiple of a modulus and a remainder. (Contributed by AV, 14-Jul-2021.)
Assertion
Ref Expression
modmuladdnn0 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → ((𝐴 mod 𝑀) = 𝐵 → ∃𝑘 ∈ ℕ0 𝐴 = ((𝑘 · 𝑀) + 𝐵)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐵,𝑘   𝑘,𝑀

Proof of Theorem modmuladdnn0
Dummy variable 𝑖 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq1 7427 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑖 → (𝑘 · 𝑀) = (𝑖 · 𝑀))
21oveq1d 7435 . . . . 5 (𝑘 = 𝑖 → ((𝑘 · 𝑀) + 𝐵) = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵))
32eqeq2d 2771 . . . 4 (𝑘 = 𝑖 → (𝐴 = ((𝑘 · 𝑀) + 𝐵) ↔ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)))
4 simpr 490 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → 𝑖 ∈ ℤ)
54adantr 486 . . . . 5 (((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)) → 𝑖 ∈ ℤ)
6 eqcom 2767 . . . . . . . . 9 (𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵) ↔ ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵) = 𝐴)
7 nn0cn 12619 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℕ0 → 𝐴 ∈ ℂ)
87adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → 𝐴 ∈ ℂ)
98ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℂ)
10 nn0re 12618 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴 ∈ ℕ0 → 𝐴 ∈ ℝ)
11 modcl 14016 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℝ)
1210, 11sylan 592 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℝ)
1312recnd 11340 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℂ)
1413adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℂ)
15 eleq1 2848 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 mod 𝑀) = 𝐵 → ((𝐴 mod 𝑀) ∈ ℂ ↔ 𝐵 ∈ ℂ))
1615adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → ((𝐴 mod 𝑀) ∈ ℂ ↔ 𝐵 ∈ ℂ))
1714, 16mpbid 235 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → 𝐵 ∈ ℂ)
1817adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → 𝐵 ∈ ℂ)
19 zcn 12701 . . . . . . . . . . . 12 (𝑖 ∈ ℤ → 𝑖 ∈ ℂ)
2019adantl 487 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → 𝑖 ∈ ℂ)
21 rpcn 13134 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑀 ∈ ℝ+ → 𝑀 ∈ ℂ)
2221adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → 𝑀 ∈ ℂ)
2322ad2antrr 739 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → 𝑀 ∈ ℂ)
2420, 23mulcld 11332 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝑖 · 𝑀) ∈ ℂ)
259, 18, 24subadd2d 11691 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝐴 − 𝐵) = (𝑖 · 𝑀) ↔ ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵) = 𝐴))
266, 25bitr4id 293 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵) ↔ (𝐴 − 𝐵) = (𝑖 · 𝑀)))
277ad2antrr 739 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → 𝐴 ∈ ℂ)
2827, 17subcld 11672 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → (𝐴 − 𝐵) ∈ ℂ)
2928adantr 486 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝐴 − 𝐵) ∈ ℂ)
30 rpcnne0 13142 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ∈ ℝ+ → (𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑀 ≠ 0))
3130adantl 487 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → (𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑀 ≠ 0))
3231ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑀 ≠ 0))
33 divmul3 11982 . . . . . . . . 9 (((𝐴 − 𝐵) ∈ ℂ ∧ 𝑖 ∈ ℂ ∧ (𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑀 ≠ 0)) → (((𝐴 − 𝐵) / 𝑀) = 𝑖 ↔ (𝐴 − 𝐵) = (𝑖 · 𝑀)))
3429, 20, 32, 33syl3anc 1398 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (((𝐴 − 𝐵) / 𝑀) = 𝑖 ↔ (𝐴 − 𝐵) = (𝑖 · 𝑀)))
35 oveq2 7428 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐵 = (𝐴 mod 𝑀) → (𝐴 − 𝐵) = (𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)))
3635oveq1d 7435 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐵 = (𝐴 mod 𝑀) → ((𝐴 − 𝐵) / 𝑀) = ((𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)) / 𝑀))
3736eqcoms 2768 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 mod 𝑀) = 𝐵 → ((𝐴 − 𝐵) / 𝑀) = ((𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)) / 𝑀))
3837adantl 487 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → ((𝐴 − 𝐵) / 𝑀) = ((𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)) / 𝑀))
3938adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝐴 − 𝐵) / 𝑀) = ((𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)) / 𝑀))
40 moddiffl 14025 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → ((𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)) / 𝑀) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
4110, 40sylan 592 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → ((𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)) / 𝑀) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
4241ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)) / 𝑀) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
4339, 42eqtrd 2795 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝐴 − 𝐵) / 𝑀) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
4443eqeq1d 2762 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (((𝐴 − 𝐵) / 𝑀) = 𝑖 ↔ (⌊‘(𝐴 / 𝑀)) = 𝑖))
4526, 34, 443bitr2d 310 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵) ↔ (⌊‘(𝐴 / 𝑀)) = 𝑖))
46 nn0ge0 12634 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℕ0 → 0 ≤ 𝐴)
4710, 46jca 521 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℕ0 → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴))
48 rpregt0 13138 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ∈ ℝ+ → (𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑀))
49 divge0 12189 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴) ∧ (𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑀)) → 0 ≤ (𝐴 / 𝑀))
5047, 48, 49syl2an 608 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → 0 ≤ (𝐴 / 𝑀))
5110adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → 𝐴 ∈ ℝ)
52 rpre 13132 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑀 ∈ ℝ+ → 𝑀 ∈ ℝ)
5352adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → 𝑀 ∈ ℝ)
54 rpne0 13140 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑀 ∈ ℝ+ → 𝑀 ≠ 0)
5554adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → 𝑀 ≠ 0)
5651, 53, 55redivcld 12148 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → (𝐴 / 𝑀) ∈ ℝ)
57 0z 12707 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℤ
58 flge 13948 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 / 𝑀) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℤ) → (0 ≤ (𝐴 / 𝑀) ↔ 0 ≤ (⌊‘(𝐴 / 𝑀))))
5956, 57, 58sylancl 598 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → (0 ≤ (𝐴 / 𝑀) ↔ 0 ≤ (⌊‘(𝐴 / 𝑀))))
6050, 59mpbid 235 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → 0 ≤ (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
61 breq2 5106 . . . . . . . . 9 ((⌊‘(𝐴 / 𝑀)) = 𝑖 → (0 ≤ (⌊‘(𝐴 / 𝑀)) ↔ 0 ≤ 𝑖))
6260, 61syl5ibcom 248 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → ((⌊‘(𝐴 / 𝑀)) = 𝑖 → 0 ≤ 𝑖))
6362ad2antrr 739 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((⌊‘(𝐴 / 𝑀)) = 𝑖 → 0 ≤ 𝑖))
6445, 63sylbid 243 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵) → 0 ≤ 𝑖))
6564imp 412 . . . . 5 (((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)) → 0 ≤ 𝑖)
66 elnn0z 12709 . . . . 5 (𝑖 ∈ ℕ0 ↔ (𝑖 ∈ ℤ ∧ 0 ≤ 𝑖))
675, 65, 66sylanbrc 595 . . . 4 (((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)) → 𝑖 ∈ ℕ0)
68 simpr 490 . . . 4 (((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)) → 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵))
693, 67, 68rspcedvdw 3579 . . 3 (((((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)) → ∃𝑘 ∈ ℕ0 𝐴 = ((𝑘 · 𝑀) + 𝐵))
70 nn0z 12720 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℕ0 → 𝐴 ∈ ℤ)
71 modmuladdim 14060 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → ((𝐴 mod 𝑀) = 𝐵 → ∃𝑖 ∈ ℤ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)))
7270, 71sylan 592 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → ((𝐴 mod 𝑀) = 𝐵 → ∃𝑖 ∈ ℤ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)))
7372imp 412 . . 3 (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → ∃𝑖 ∈ ℤ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵))
7469, 73r19.29a 3170 . 2 (((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → ∃𝑘 ∈ ℕ0 𝐴 = ((𝑘 · 𝑀) + 𝐵))
7574ex 418 1 ((𝐴 ∈ ℕ0 ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → ((𝐴 mod 𝑀) = 𝐵 → ∃𝑘 ∈ ℕ0 𝐴 = ((𝑘 · 𝑀) + 𝐵)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ∃wrex 3086   class class class wbr 5102  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ℂcc 11201  ℝcr 11202  0cc0 11203   + caddc 11206   · cmul 11208   < clt 11346   ≤ cle 11347   − cmin 11544   / cdiv 11976  ℕ0cn0 12609  ℤcz 12696  ℝ+crp 13123  ⌊cfl 13933   mod cmo 14012
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-pre-sup 11281
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-2nd 8002  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-er 8720  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-sup 9437  df-inf 9438  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-div 11977  df-nn 12339  df-n0 12610  df-z 12697  df-uz 12969  df-rp 13124  df-ico 13485  df-fl 13935  df-mod 14013
This theorem is used by:  2lgslem3a1  27732  2lgslem3b1  27733  2lgslem3c1  27734  2lgslem3d1  27735
  Copyright terms: Public domain W3C validator