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Theorem odmodnn0 16353
Description: Reduce the argument of a group multiple by modding out the order of the element. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
odcl.1  |-  X  =  ( Base `  G
)
odcl.2  |-  O  =  ( od `  G
)
odid.3  |-  .x.  =  (.g
`  G )
odid.4  |-  .0.  =  ( 0g `  G )
Assertion
Ref Expression
odmodnn0  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A )  =  ( N  .x.  A ) )

Proof of Theorem odmodnn0
StepHypRef Expression
1 simpl1 994 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  ->  G  e.  Mnd )
2 nnnn0 10791 . . . . . 6  |-  ( ( O `  A )  e.  NN  ->  ( O `  A )  e.  NN0 )
32adantl 466 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( O `  A
)  e.  NN0 )
4 simpl3 996 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  ->  N  e.  NN0 )
54nn0red 10842 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  ->  N  e.  RR )
6 nnrp 11218 . . . . . . . 8  |-  ( ( O `  A )  e.  NN  ->  ( O `  A )  e.  RR+ )
76adantl 466 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( O `  A
)  e.  RR+ )
85, 7rerpdivcld 11272 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( N  /  ( O `  A )
)  e.  RR )
94nn0ge0d 10844 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
0  <_  N )
10 nnre 10532 . . . . . . . 8  |-  ( ( O `  A )  e.  NN  ->  ( O `  A )  e.  RR )
1110adantl 466 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( O `  A
)  e.  RR )
12 nngt0 10554 . . . . . . . 8  |-  ( ( O `  A )  e.  NN  ->  0  <  ( O `  A
) )
1312adantl 466 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
0  <  ( O `  A ) )
14 divge0 10400 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  RR  /\  0  <_  N )  /\  ( ( O `  A )  e.  RR  /\  0  <  ( O `
 A ) ) )  ->  0  <_  ( N  /  ( O `
 A ) ) )
155, 9, 11, 13, 14syl22anc 1224 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
0  <_  ( N  /  ( O `  A ) ) )
16 flge0nn0 11910 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  /  ( O `  A )
)  e.  RR  /\  0  <_  ( N  / 
( O `  A
) ) )  -> 
( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) )  e.  NN0 )
178, 15, 16syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) )  e.  NN0 )
183, 17nn0mulcld 10846 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  / 
( O `  A
) ) ) )  e.  NN0 )
194nn0zd 10953 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  ->  N  e.  ZZ )
20 zmodcl 11971 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( N  mod  ( O `  A )
)  e.  NN0 )
2119, 20sylancom 667 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( N  mod  ( O `  A )
)  e.  NN0 )
22 simpl2 995 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  ->  A  e.  X )
23 odcl.1 . . . . 5  |-  X  =  ( Base `  G
)
24 odid.3 . . . . 5  |-  .x.  =  (.g
`  G )
25 eqid 2460 . . . . 5  |-  ( +g  `  G )  =  ( +g  `  G )
2623, 24, 25mulgnn0dir 15958 . . . 4  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) )  e.  NN0  /\  ( N  mod  ( O `
 A ) )  e.  NN0  /\  A  e.  X ) )  -> 
( ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) ) )  +  ( N  mod  ( O `  A )
) )  .x.  A
)  =  ( ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  / 
( O `  A
) ) ) ) 
.x.  A ) ( +g  `  G ) ( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A ) ) )
271, 18, 21, 22, 26syl13anc 1225 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) ) )  +  ( N  mod  ( O `  A )
) )  .x.  A
)  =  ( ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  / 
( O `  A
) ) ) ) 
.x.  A ) ( +g  `  G ) ( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A ) ) )
2811recnd 9611 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( O `  A
)  e.  CC )
2917nn0cnd 10843 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) )  e.  CC )
3028, 29mulcomd 9606 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  / 
( O `  A
) ) ) )  =  ( ( |_
`  ( N  / 
( O `  A
) ) )  x.  ( O `  A
) ) )
3130oveq1d 6290 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) )  .x.  A )  =  ( ( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) )  x.  ( O `  A ) )  .x.  A ) )
3223, 24mulgnn0ass 15964 . . . . . . 7  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) )  e.  NN0  /\  ( O `  A
)  e.  NN0  /\  A  e.  X )
)  ->  ( (
( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) )  x.  ( O `  A ) )  .x.  A )  =  ( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) 
.x.  ( ( O `
 A )  .x.  A ) ) )
331, 17, 3, 22, 32syl13anc 1225 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( |_
`  ( N  / 
( O `  A
) ) )  x.  ( O `  A
) )  .x.  A
)  =  ( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) 
.x.  ( ( O `
 A )  .x.  A ) ) )
34 odcl.2 . . . . . . . . . 10  |-  O  =  ( od `  G
)
35 odid.4 . . . . . . . . . 10  |-  .0.  =  ( 0g `  G )
3623, 34, 24, 35odid 16351 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  X  ->  (
( O `  A
)  .x.  A )  =  .0.  )
3722, 36syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( O `  A )  .x.  A
)  =  .0.  )
3837oveq2d 6291 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) )  .x.  (
( O `  A
)  .x.  A )
)  =  ( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) 
.x.  .0.  ) )
3923, 24, 35mulgnn0z 15955 . . . . . . . 8  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) )  e.  NN0 )  -> 
( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) )  .x.  .0.  )  =  .0.  )
401, 17, 39syl2anc 661 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) )  .x.  .0.  )  =  .0.  )
4138, 40eqtrd 2501 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) )  .x.  (
( O `  A
)  .x.  A )
)  =  .0.  )
4233, 41eqtrd 2501 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( |_
`  ( N  / 
( O `  A
) ) )  x.  ( O `  A
) )  .x.  A
)  =  .0.  )
4331, 42eqtrd 2501 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) )  .x.  A )  =  .0.  )
4443oveq1d 6290 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) ) )  .x.  A ) ( +g  `  G ) ( ( N  mod  ( O `
 A ) ) 
.x.  A ) )  =  (  .0.  ( +g  `  G ) ( ( N  mod  ( O `  A )
)  .x.  A )
) )
4527, 44eqtrd 2501 . 2  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) ) )  +  ( N  mod  ( O `  A )
) )  .x.  A
)  =  (  .0.  ( +g  `  G
) ( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A ) ) )
46 modval 11954 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  RR  /\  ( O `  A )  e.  RR+ )  ->  ( N  mod  ( O `  A ) )  =  ( N  -  (
( O `  A
)  x.  ( |_
`  ( N  / 
( O `  A
) ) ) ) ) )
475, 7, 46syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( N  mod  ( O `  A )
)  =  ( N  -  ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) ) ) )
4847oveq2d 6291 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) )  +  ( N  mod  ( O `  A ) ) )  =  ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) ) )  +  ( N  -  (
( O `  A
)  x.  ( |_
`  ( N  / 
( O `  A
) ) ) ) ) ) )
4918nn0cnd 10843 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  / 
( O `  A
) ) ) )  e.  CC )
504nn0cnd 10843 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  ->  N  e.  CC )
5149, 50pncan3d 9922 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) )  +  ( N  -  ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) ) ) )  =  N )
5248, 51eqtrd 2501 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) )  +  ( N  mod  ( O `  A ) ) )  =  N )
5352oveq1d 6290 . 2  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) ) )  +  ( N  mod  ( O `  A )
) )  .x.  A
)  =  ( N 
.x.  A ) )
5423, 24mulgnn0cl 15951 . . . 4  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( N  mod  ( O `
 A ) )  e.  NN0  /\  A  e.  X )  ->  (
( N  mod  ( O `  A )
)  .x.  A )  e.  X )
551, 21, 22, 54syl3anc 1223 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A )  e.  X )
5623, 25, 35mndlid 15747 . . 3  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A )  e.  X )  -> 
(  .0.  ( +g  `  G ) ( ( N  mod  ( O `
 A ) ) 
.x.  A ) )  =  ( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A ) )
571, 55, 56syl2anc 661 . 2  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
(  .0.  ( +g  `  G ) ( ( N  mod  ( O `
 A ) ) 
.x.  A ) )  =  ( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A ) )
5845, 53, 573eqtr3rd 2510 1  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A )  =  ( N  .x.  A ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 369    /\ w3a 968    = wceq 1374    e. wcel 1762   class class class wbr 4440   ` cfv 5579  (class class class)co 6275   RRcr 9480   0cc0 9481    + caddc 9484    x. cmul 9486    < clt 9617    <_ cle 9618    - cmin 9794    / cdiv 10195   NNcn 10525   NN0cn0 10784   ZZcz 10853   RR+crp 11209   |_cfl 11884    mod cmo 11952   Basecbs 14479   +g cplusg 14544   0gc0g 14684   Mndcmnd 15715  .gcmg 15720   odcod 16338
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1596  ax-4 1607  ax-5 1675  ax-6 1714  ax-7 1734  ax-8 1764  ax-9 1766  ax-10 1781  ax-11 1786  ax-12 1798  ax-13 1961  ax-ext 2438  ax-rep 4551  ax-sep 4561  ax-nul 4569  ax-pow 4618  ax-pr 4679  ax-un 6567  ax-inf2 8047  ax-cnex 9537  ax-resscn 9538  ax-1cn 9539  ax-icn 9540  ax-addcl 9541  ax-addrcl 9542  ax-mulcl 9543  ax-mulrcl 9544  ax-mulcom 9545  ax-addass 9546  ax-mulass 9547  ax-distr 9548  ax-i2m1 9549  ax-1ne0 9550  ax-1rid 9551  ax-rnegex 9552  ax-rrecex 9553  ax-cnre 9554  ax-pre-lttri 9555  ax-pre-lttrn 9556  ax-pre-ltadd 9557  ax-pre-mulgt0 9558  ax-pre-sup 9559
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 969  df-3an 970  df-tru 1377  df-ex 1592  df-nf 1595  df-sb 1707  df-eu 2272  df-mo 2273  df-clab 2446  df-cleq 2452  df-clel 2455  df-nfc 2610  df-ne 2657  df-nel 2658  df-ral 2812  df-rex 2813  df-reu 2814  df-rmo 2815  df-rab 2816  df-v 3108  df-sbc 3325  df-csb 3429  df-dif 3472  df-un 3474  df-in 3476  df-ss 3483  df-pss 3485  df-nul 3779  df-if 3933  df-pw 4005  df-sn 4021  df-pr 4023  df-tp 4025  df-op 4027  df-uni 4239  df-iun 4320  df-br 4441  df-opab 4499  df-mpt 4500  df-tr 4534  df-eprel 4784  df-id 4788  df-po 4793  df-so 4794  df-fr 4831  df-we 4833  df-ord 4874  df-on 4875  df-lim 4876  df-suc 4877  df-xp 4998  df-rel 4999  df-cnv 5000  df-co 5001  df-dm 5002  df-rn 5003  df-res 5004  df-ima 5005  df-iota 5542  df-fun 5581  df-fn 5582  df-f 5583  df-f1 5584  df-fo 5585  df-f1o 5586  df-fv 5587  df-riota 6236  df-ov 6278  df-oprab 6279  df-mpt2 6280  df-om 6672  df-1st 6774  df-2nd 6775  df-recs 7032  df-rdg 7066  df-er 7301  df-en 7507  df-dom 7508  df-sdom 7509  df-sup 7890  df-pnf 9619  df-mnf 9620  df-xr 9621  df-ltxr 9622  df-le 9623  df-sub 9796  df-neg 9797  df-div 10196  df-nn 10526  df-n0 10785  df-z 10854  df-uz 11072  df-rp 11210  df-fz 11662  df-fl 11886  df-mod 11953  df-seq 12064  df-0g 14686  df-mnd 15721  df-mulg 15854  df-od 16342
This theorem is referenced by:  mndodcong  16355
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