Theorem modn0mul 47921

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 12569	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ℤ → 𝐴 ∈ ℝ)
2	1	adantr 484	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℝ)
3		nnre 12214	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
4	3	adantl 485	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℝ)
5		nnne0 12244	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ≠ 0)
6	5	adantl 485	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝑁 ≠ 0)
7	2, 4, 6	redivcld 12016	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝐴 / 𝑁) ∈ ℝ)
8	7	flcld 13805	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝐴 / 𝑁)) ∈ ℤ)
9	8	adantr 484	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0) → (⌊‘(𝐴 / 𝑁)) ∈ ℤ)
10		zmodfzo 13901	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝐴 mod 𝑁) ∈ (0..^𝑁))
11	10	anim1i 624	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0) → ((𝐴 mod 𝑁) ∈ (0..^𝑁) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0))
12		fzo1fzo0n0 13718	. . . 4 ⊢ ((𝐴 mod 𝑁) ∈ (1..^𝑁) ↔ ((𝐴 mod 𝑁) ∈ (0..^𝑁) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0))
13	11, 12	sylibr 236	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0) → (𝐴 mod 𝑁) ∈ (1..^𝑁))
14		nnrp 13002	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
15	1, 14	anim12i 622	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+))
16	15	adantr 484	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+))
17		flpmodeq 13881	. . . . 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 2767	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0) → 𝐴 = (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + (𝐴 mod 𝑁)))
20		oveq1 7399	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = (⌊‘(𝐴 / 𝑁)) → (𝑥 · 𝑁) = ((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁))
21	20	oveq1d 7407	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (⌊‘(𝐴 / 𝑁)) → ((𝑥 · 𝑁) + 𝑦) = (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + 𝑦))
22	21	eqeq2d 2772	. . . 4 ⊢ (𝑥 = (⌊‘(𝐴 / 𝑁)) → (𝐴 = ((𝑥 · 𝑁) + 𝑦) ↔ 𝐴 = (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + 𝑦)))
23		oveq2 7400	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = (𝐴 mod 𝑁) → (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + 𝑦) = (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + (𝐴 mod 𝑁)))
24	23	eqeq2d 2772	. . . 4 ⊢ (𝑦 = (𝐴 mod 𝑁) → (𝐴 = (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + 𝑦) ↔ 𝐴 = (((⌊‘(𝐴 / 𝑁)) · 𝑁) + (𝐴 mod 𝑁))))
25	22, 24	rspc2ev 3594	. . 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 1389	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) ∧ (𝐴 mod 𝑁) ≠ 0) → ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ (1..^𝑁)𝐴 = ((𝑥 · 𝑁) + 𝑦))
27	26	ex 416	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ((𝐴 mod 𝑁) ≠ 0 → ∃𝑥 ∈ ℤ ∃𝑦 ∈ (1..^𝑁)𝐴 = ((𝑥 · 𝑁) + 𝑦)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1559   ∈ wcel 2141   ≠ wne 2956  ∃wrex 3085  ‘cfv 6517  (class class class)co 7392  ℝcr 11069  0cc0 11070  1c1 11071   + caddc 11073   · cmul 11075   / cdiv 11841  ℕcn 12207  ℤcz 12565  ℝ⁺crp 12990  ..^cfzo 13656  ⌊cfl 13797   mod cmo 13876

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-sep 5245  ax-nul 5255  ax-pow 5321  ax-pr 5389  ax-un 7714  ax-cnex 11126  ax-resscn 11127  ax-1cn 11128  ax-icn 11129  ax-addcl 11130  ax-addrcl 11131  ax-mulcl 11132  ax-mulrcl 11133  ax-mulcom 11134  ax-addass 11135  ax-mulass 11136  ax-distr 11137  ax-i2m1 11138  ax-1ne0 11139  ax-1rid 11140  ax-rnegex 11141  ax-rrecex 11142  ax-cnre 11143  ax-pre-lttri 11144  ax-pre-lttrn 11145  ax-pre-ltadd 11146  ax-pre-mulgt0 11147  ax-pre-sup 11148

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1098  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4582  df-pr 4584  df-op 4588  df-uni 4865  df-iun 4950  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5540  df-eprel 5545  df-po 5553  df-so 5554  df-fr 5598  df-we 5600  df-xp 5651  df-rel 5652  df-cnv 5653  df-co 5654  df-dm 5655  df-rn 5656  df-res 5657  df-ima 5658  df-pred 6284  df-ord 6345  df-on 6346  df-lim 6347  df-suc 6348  df-iota 6473  df-fun 6519  df-fn 6520  df-f 6521  df-f1 6522  df-fo 6523  df-f1o 6524  df-fv 6525  df-riota 7349  df-ov 7395  df-oprab 7396  df-mpo 7397  df-om 7843  df-1st 7966  df-2nd 7967  df-frecs 8257  df-wrecs 8288  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-er 8673  df-en 8924  df-dom 8925  df-sdom 8926  df-sup 9385  df-inf 9386  df-pnf 11215  df-mnf 11216  df-xr 11217  df-ltxr 11218  df-le 11219  df-sub 11413  df-neg 11414  df-div 11842  df-nn 12208  df-n0 12479  df-z 12566  df-uz 12837  df-rp 12991  df-fz 13510  df-fzo 13657  df-fl 13799  df-mod 13877

This theorem is referenced by:  m1modmmod  47922