Theorem modn0mul 47706

Description: If an integer is not 0 modulo a positive integer, this integer must be the sum of a multiple of the modulus and a positive integer less than the modulus. (Contributed by AV, 7-Jun-2020.)

Assertion

Ref	Expression
modn0mul	⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ((𝐴 mod 𝑁) ≠ 0 → ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ (1..^𝑁)𝐴 = ((𝑥 · 𝑁) + 𝑦)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴,𝑦   𝑥,𝑁,𝑦

Proof of Theorem modn0mul

Step	Hyp	Ref	Expression
1		zre 12504	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈ ℝ)
2	1	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℝ)
3		nnre 12164	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
4	3	adantl 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℝ)
5		nnne0 12191	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ≠ 0)
6	5	adantl 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝑁 ≠ 0)
7	2, 4, 6	redivcld 11981	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝐴 / 𝑁) ∈ ℝ)
8	7	flcld 13730	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝐴 / 𝑁)) ∈ ℤ)
9	8	adantr 480	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0) → (⌊‘(𝐴 / 𝑁)) ∈ ℤ)
10		zmodfzo 13826	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝐴 mod 𝑁) ∈ (0..^𝑁))
11	10	anim1i 616	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0) → ((𝐴 mod 𝑁) ∈ (0..^𝑁) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0))
12		fzo1fzo0n0 13643	. . . 4 ⊢ ((𝐴 mod 𝑁) ∈ (1..^𝑁) ↔ ((𝐴 mod 𝑁) ∈ (0..^𝑁) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0))
13	11, 12	sylibr 234	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0) → (𝐴 mod 𝑁) ∈ (1..^𝑁))
14		nnrp 12929	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
15	1, 14	anim12i 614	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+))
16	15	adantr 480	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+))
17		flpmodeq 13806	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+) → (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + (𝐴 mod 𝑁)) = 𝐴)
18	16, 17	syl 17	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0) → (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + (𝐴 mod 𝑁)) = 𝐴)
19	18	eqcomd 2743	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0) → 𝐴 = (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + (𝐴 mod 𝑁)))
20		oveq1 7375	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = (⌊‘(𝐴 / 𝑁)) → (𝑥 · 𝑁) = ((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁))
21	20	oveq1d 7383	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (⌊‘(𝐴 / 𝑁)) → ((𝑥 · 𝑁) + 𝑦) = (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + 𝑦))
22	21	eqeq2d 2748	. . . 4 ⊢ (𝑥 = (⌊‘(𝐴 / 𝑁)) → (𝐴 = ((𝑥 · 𝑁) + 𝑦) ↔ 𝐴 = (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + 𝑦)))
23		oveq2 7376	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = (𝐴 mod 𝑁) → (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + 𝑦) = (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + (𝐴 mod 𝑁)))
24	23	eqeq2d 2748	. . . 4 ⊢ (𝑦 = (𝐴 mod 𝑁) → (𝐴 = (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + 𝑦) ↔ 𝐴 = (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + (𝐴 mod 𝑁))))
25	22, 24	rspc2ev 3591	. . 3 ⊢ (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) ∈ ℤ ∧ (𝐴 mod 𝑁) ∈ (1..^𝑁) ∧ 𝐴 = (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + (𝐴 mod 𝑁))) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ (1..^𝑁)𝐴 = ((𝑥 · 𝑁) + 𝑦))
26	9, 13, 19, 25	syl3anc 1374	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ (1..^𝑁)𝐴 = ((𝑥 · 𝑁) + 𝑦))
27	26	ex 412	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ((𝐴 mod 𝑁) ≠ 0 → ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ (1..^𝑁)𝐴 = ((𝑥 · 𝑁) + 𝑦)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933  ∃wrex 3062  ‘cfv 6500  (class class class)co 7368  ℝcr 11037  0cc0 11038  1c1 11039   + caddc 11041   · cmul 11043   / cdiv 11806  ℕcn 12157  ℤcz 12500  ℝ⁺crp 12917  ..^cfzo 13582  ⌊cfl 13722   mod cmo 13801

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-er 8645  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-sup 9357  df-inf 9358  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-div 11807  df-nn 12158  df-n0 12414  df-z 12501  df-uz 12764  df-rp 12918  df-fz 13436  df-fzo 13583  df-fl 13724  df-mod 13802

This theorem is referenced by:  m1modmmod  47707