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

Theorem modmuladdnn0 12934
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 ∈ ℕ0𝑀 ∈ 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 simpr 473 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → 𝑖 ∈ ℤ)
21adantr 468 . . . . 5 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)) → 𝑖 ∈ ℤ)
3 nn0cn 11565 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℂ)
43adantr 468 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → 𝐴 ∈ ℂ)
54ad2antrr 708 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℂ)
6 nn0re 11564 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℝ)
7 modcl 12892 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℝ)
86, 7sylan 571 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℝ)
98recnd 10349 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℂ)
109adantr 468 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → (𝐴 mod 𝑀) ∈ ℂ)
11 eleq1 2873 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 mod 𝑀) = 𝐵 → ((𝐴 mod 𝑀) ∈ ℂ ↔ 𝐵 ∈ ℂ))
1211adantl 469 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → ((𝐴 mod 𝑀) ∈ ℂ ↔ 𝐵 ∈ ℂ))
1310, 12mpbid 223 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → 𝐵 ∈ ℂ)
1413adantr 468 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → 𝐵 ∈ ℂ)
15 zcn 11644 . . . . . . . . . . . 12 (𝑖 ∈ ℤ → 𝑖 ∈ ℂ)
1615adantl 469 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → 𝑖 ∈ ℂ)
17 rpcn 12051 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑀 ∈ ℝ+𝑀 ∈ ℂ)
1817adantl 469 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → 𝑀 ∈ ℂ)
1918ad2antrr 708 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → 𝑀 ∈ ℂ)
2016, 19mulcld 10341 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝑖 · 𝑀) ∈ ℂ)
215, 14, 20subadd2d 10692 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝐴𝐵) = (𝑖 · 𝑀) ↔ ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵) = 𝐴))
22 eqcom 2813 . . . . . . . . 9 (𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵) ↔ ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵) = 𝐴)
2321, 22syl6rbbr 281 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵) ↔ (𝐴𝐵) = (𝑖 · 𝑀)))
243ad2antrr 708 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → 𝐴 ∈ ℂ)
2524, 13subcld 10673 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → (𝐴𝐵) ∈ ℂ)
2625adantr 468 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝐴𝐵) ∈ ℂ)
27 rpcnne0 12060 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ∈ ℝ+ → (𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑀 ≠ 0))
2827adantl 469 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → (𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑀 ≠ 0))
2928ad2antrr 708 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑀 ≠ 0))
30 divmul3 10971 . . . . . . . . 9 (((𝐴𝐵) ∈ ℂ ∧ 𝑖 ∈ ℂ ∧ (𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑀 ≠ 0)) → (((𝐴𝐵) / 𝑀) = 𝑖 ↔ (𝐴𝐵) = (𝑖 · 𝑀)))
3126, 16, 29, 30syl3anc 1483 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (((𝐴𝐵) / 𝑀) = 𝑖 ↔ (𝐴𝐵) = (𝑖 · 𝑀)))
32 oveq2 6878 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐵 = (𝐴 mod 𝑀) → (𝐴𝐵) = (𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)))
3332oveq1d 6885 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐵 = (𝐴 mod 𝑀) → ((𝐴𝐵) / 𝑀) = ((𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)) / 𝑀))
3433eqcoms 2814 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 mod 𝑀) = 𝐵 → ((𝐴𝐵) / 𝑀) = ((𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)) / 𝑀))
3534adantl 469 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → ((𝐴𝐵) / 𝑀) = ((𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)) / 𝑀))
3635adantr 468 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝐴𝐵) / 𝑀) = ((𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)) / 𝑀))
37 moddiffl 12901 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → ((𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)) / 𝑀) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
386, 37sylan 571 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → ((𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)) / 𝑀) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
3938ad2antrr 708 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝐴 − (𝐴 mod 𝑀)) / 𝑀) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
4036, 39eqtrd 2840 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((𝐴𝐵) / 𝑀) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
4140eqeq1d 2808 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (((𝐴𝐵) / 𝑀) = 𝑖 ↔ (⌊‘(𝐴 / 𝑀)) = 𝑖))
4223, 31, 413bitr2d 298 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵) ↔ (⌊‘(𝐴 / 𝑀)) = 𝑖))
43 nn0ge0 11580 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℕ0 → 0 ≤ 𝐴)
446, 43jca 503 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℕ0 → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴))
45 rpregt0 12056 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ∈ ℝ+ → (𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑀))
46 divge0 11173 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝐴) ∧ (𝑀 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑀)) → 0 ≤ (𝐴 / 𝑀))
4744, 45, 46syl2an 585 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → 0 ≤ (𝐴 / 𝑀))
486adantr 468 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → 𝐴 ∈ ℝ)
49 rpre 12049 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑀 ∈ ℝ+𝑀 ∈ ℝ)
5049adantl 469 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → 𝑀 ∈ ℝ)
51 rpne0 12058 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑀 ∈ ℝ+𝑀 ≠ 0)
5251adantl 469 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → 𝑀 ≠ 0)
5348, 50, 52redivcld 11134 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → (𝐴 / 𝑀) ∈ ℝ)
54 0z 11650 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℤ
55 flge 12826 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 / 𝑀) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℤ) → (0 ≤ (𝐴 / 𝑀) ↔ 0 ≤ (⌊‘(𝐴 / 𝑀))))
5653, 54, 55sylancl 576 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → (0 ≤ (𝐴 / 𝑀) ↔ 0 ≤ (⌊‘(𝐴 / 𝑀))))
5747, 56mpbid 223 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → 0 ≤ (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
58 breq2 4848 . . . . . . . . 9 ((⌊‘(𝐴 / 𝑀)) = 𝑖 → (0 ≤ (⌊‘(𝐴 / 𝑀)) ↔ 0 ≤ 𝑖))
5957, 58syl5ibcom 236 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → ((⌊‘(𝐴 / 𝑀)) = 𝑖 → 0 ≤ 𝑖))
6059ad2antrr 708 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((⌊‘(𝐴 / 𝑀)) = 𝑖 → 0 ≤ 𝑖))
6142, 60sylbid 231 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵) → 0 ≤ 𝑖))
6261imp 395 . . . . 5 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)) → 0 ≤ 𝑖)
63 elnn0z 11652 . . . . 5 (𝑖 ∈ ℕ0 ↔ (𝑖 ∈ ℤ ∧ 0 ≤ 𝑖))
642, 62, 63sylanbrc 574 . . . 4 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)) → 𝑖 ∈ ℕ0)
65 oveq1 6877 . . . . . . 7 (𝑘 = 𝑖 → (𝑘 · 𝑀) = (𝑖 · 𝑀))
6665oveq1d 6885 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑖 → ((𝑘 · 𝑀) + 𝐵) = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵))
6766eqeq2d 2816 . . . . 5 (𝑘 = 𝑖 → (𝐴 = ((𝑘 · 𝑀) + 𝐵) ↔ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)))
6867adantl 469 . . . 4 ((((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)) ∧ 𝑘 = 𝑖) → (𝐴 = ((𝑘 · 𝑀) + 𝐵) ↔ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)))
69 simpr 473 . . . 4 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)) → 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵))
7064, 68, 69rspcedvd 3509 . . 3 (((((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) ∧ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)) → ∃𝑘 ∈ ℕ0 𝐴 = ((𝑘 · 𝑀) + 𝐵))
71 nn0z 11662 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℤ)
72 modmuladdim 12933 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℝ+) → ((𝐴 mod 𝑀) = 𝐵 → ∃𝑖 ∈ ℤ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)))
7371, 72sylan 571 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → ((𝐴 mod 𝑀) = 𝐵 → ∃𝑖 ∈ ℤ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵)))
7473imp 395 . . 3 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → ∃𝑖 ∈ ℤ 𝐴 = ((𝑖 · 𝑀) + 𝐵))
7570, 74r19.29a 3266 . 2 (((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) ∧ (𝐴 mod 𝑀) = 𝐵) → ∃𝑘 ∈ ℕ0 𝐴 = ((𝑘 · 𝑀) + 𝐵))
7675ex 399 1 ((𝐴 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℝ+) → ((𝐴 mod 𝑀) = 𝐵 → ∃𝑘 ∈ ℕ0 𝐴 = ((𝑘 · 𝑀) + 𝐵)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 384   = wceq 1637  wcel 2156  wne 2978  wrex 3097   class class class wbr 4844  cfv 6097  (class class class)co 6870  cc 10215  cr 10216  0cc0 10217   + caddc 10220   · cmul 10222   < clt 10355  cle 10356  cmin 10547   / cdiv 10965  0cn0 11555  cz 11639  +crp 12042  cfl 12811   mod cmo 12888
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1877  ax-4 1894  ax-5 2001  ax-6 2068  ax-7 2104  ax-8 2158  ax-9 2165  ax-10 2185  ax-11 2201  ax-12 2214  ax-13 2420  ax-ext 2784  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5096  ax-un 7175  ax-cnex 10273  ax-resscn 10274  ax-1cn 10275  ax-icn 10276  ax-addcl 10277  ax-addrcl 10278  ax-mulcl 10279  ax-mulrcl 10280  ax-mulcom 10281  ax-addass 10282  ax-mulass 10283  ax-distr 10284  ax-i2m1 10285  ax-1ne0 10286  ax-1rid 10287  ax-rnegex 10288  ax-rrecex 10289  ax-cnre 10290  ax-pre-lttri 10291  ax-pre-lttrn 10292  ax-pre-ltadd 10293  ax-pre-mulgt0 10294  ax-pre-sup 10295
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 866  df-3or 1101  df-3an 1102  df-tru 1641  df-ex 1860  df-nf 1864  df-sb 2061  df-eu 2634  df-mo 2635  df-clab 2793  df-cleq 2799  df-clel 2802  df-nfc 2937  df-ne 2979  df-nel 3082  df-ral 3101  df-rex 3102  df-reu 3103  df-rmo 3104  df-rab 3105  df-v 3393  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-pss 3785  df-nul 4117  df-if 4280  df-pw 4353  df-sn 4371  df-pr 4373  df-tp 4375  df-op 4377  df-uni 4631  df-iun 4714  df-br 4845  df-opab 4907  df-mpt 4924  df-tr 4947  df-id 5219  df-eprel 5224  df-po 5232  df-so 5233  df-fr 5270  df-we 5272  df-xp 5317  df-rel 5318  df-cnv 5319  df-co 5320  df-dm 5321  df-rn 5322  df-res 5323  df-ima 5324  df-pred 5893  df-ord 5939  df-on 5940  df-lim 5941  df-suc 5942  df-iota 6060  df-fun 6099  df-fn 6100  df-f 6101  df-f1 6102  df-fo 6103  df-f1o 6104  df-fv 6105  df-riota 6831  df-ov 6873  df-oprab 6874  df-mpt2 6875  df-om 7292  df-wrecs 7638  df-recs 7700  df-rdg 7738  df-er 7975  df-en 8189  df-dom 8190  df-sdom 8191  df-sup 8583  df-inf 8584  df-pnf 10357  df-mnf 10358  df-xr 10359  df-ltxr 10360  df-le 10361  df-sub 10549  df-neg 10550  df-div 10966  df-nn 11302  df-n0 11556  df-z 11640  df-uz 11901  df-rp 12043  df-ico 12395  df-fl 12813  df-mod 12889
This theorem is referenced by:  2lgslem3a1  25335  2lgslem3b1  25336  2lgslem3c1  25337  2lgslem3d1  25338
  Copyright terms: Public domain W3C validator