Theorem modprminveq 16856

Description: The modular inverse of 𝐴 mod 𝑃 is unique. (Contributed by Alexander van der Vekens, 17-May-2018.)

Hypothesis

Ref	Expression
modprminv.1	⊢ 𝑅 = ((𝐴↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)

Assertion

Ref	Expression
modprminveq	⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝑃 ∥ 𝐴) → ((𝑆 ∈ (0...(𝑃 − 1)) ∧ ((𝐴 · 𝑆) mod 𝑃) = 1) ↔ 𝑆 = 𝑅))

Proof of Theorem modprminveq

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elfzelz 13548	. . . . . . 7 ⊢ (𝑆 ∈ (0...(𝑃 − 1)) → 𝑆 ∈ ℤ)
2		zmulcl 12639	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑆 ∈ ℤ) → (𝐴 · 𝑆) ∈ ℤ)
3	1, 2	sylan2 604	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑆 ∈ (0...(𝑃 − 1))) → (𝐴 · 𝑆) ∈ ℤ)
4		modprm1div 16853	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 · 𝑆) ∈ ℤ) → (((𝐴 · 𝑆) mod 𝑃) = 1 ↔ 𝑃 ∥ ((𝐴 · 𝑆) − 1)))
5	3, 4	sylan2 604	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑆 ∈ (0...(𝑃 − 1)))) → (((𝐴 · 𝑆) mod 𝑃) = 1 ↔ 𝑃 ∥ ((𝐴 · 𝑆) − 1)))
6	5	expr 461	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝑆 ∈ (0...(𝑃 − 1)) → (((𝐴 · 𝑆) mod 𝑃) = 1 ↔ 𝑃 ∥ ((𝐴 · 𝑆) − 1))))
7	6	3adant3 1148	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝑃 ∥ 𝐴) → (𝑆 ∈ (0...(𝑃 − 1)) → (((𝐴 · 𝑆) mod 𝑃) = 1 ↔ 𝑃 ∥ ((𝐴 · 𝑆) − 1))))
8	7	pm5.32d 587	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝑃 ∥ 𝐴) → ((𝑆 ∈ (0...(𝑃 − 1)) ∧ ((𝐴 · 𝑆) mod 𝑃) = 1) ↔ (𝑆 ∈ (0...(𝑃 − 1)) ∧ 𝑃 ∥ ((𝐴 · 𝑆) − 1))))
9		modprminv.1	. . 3 ⊢ 𝑅 = ((𝐴↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)
10	9	prmdiveq 16841	. 2 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝑃 ∥ 𝐴) → ((𝑆 ∈ (0...(𝑃 − 1)) ∧ 𝑃 ∥ ((𝐴 · 𝑆) − 1)) ↔ 𝑆 = 𝑅))
11	8, 10	bitrd 282	1 ⊢ ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝑃 ∥ 𝐴) → ((𝑆 ∈ (0...(𝑃 − 1)) ∧ ((𝐴 · 𝑆) mod 𝑃) = 1) ↔ 𝑆 = 𝑅))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   ∧ w3a 1101   = wceq 1567   ∈ wcel 2149   class class class wbr 5110  (class class class)co 7408  0cc0 11096  1c1 11097   · cmul 11101   − cmin 11437  2c2 12291  ℤcz 12587  ...cfz 13531   mod cmo 13898  ↑cexp 14093   ∥ cdvds 16306  ℙcprime 16725

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5268  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7730  ax-cnex 11152  ax-resscn 11153  ax-1cn 11154  ax-icn 11155  ax-addcl 11156  ax-addrcl 11157  ax-mulcl 11158  ax-mulrcl 11159  ax-mulcom 11160  ax-addass 11161  ax-mulass 11162  ax-distr 11163  ax-i2m1 11164  ax-1ne0 11165  ax-1rid 11166  ax-rnegex 11167  ax-rrecex 11168  ax-cnre 11169  ax-pre-lttri 11170  ax-pre-lttrn 11171  ax-pre-ltadd 11172  ax-pre-mulgt0 11173  ax-pre-sup 11174

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4874  df-int 4914  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-oadd 8453  df-er 8690  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-sup 9398  df-inf 9399  df-dju 9883  df-card 9921  df-pnf 11241  df-mnf 11242  df-xr 11243  df-ltxr 11244  df-le 11245  df-sub 11439  df-neg 11440  df-div 11868  df-nn 12230  df-2 12299  df-3 12300  df-n0 12501  df-xnn0 12574  df-z 12588  df-uz 12859  df-rp 13013  df-fz 13532  df-fzo 13679  df-fl 13821  df-mod 13899  df-seq 14034  df-exp 14094  df-hash 14363  df-cj 15146  df-re 15147  df-im 15148  df-sqrt 15282  df-abs 15283  df-dvds 16307  df-gcd 16549  df-prm 16726  df-phi 16821

This theorem is referenced by:  reumodprminv  16860