Theorem cshwsidrepswmod0 15848

Description: If cyclically shifting a word of length being a prime number results in the word itself, the shift must be either by 0 (modulo the length of the word) or the word must be a "repeated symbol word". (Contributed by AV, 18-May-2018.) (Revised by AV, 10-Nov-2018.)

Assertion

Ref	Expression
cshwsidrepswmod0	⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → ((𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊 → ((𝐿 mod (#‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (#‘𝑊)))))

Proof of Theorem cshwsidrepswmod0

Step	Hyp	Ref	Expression
1		orc 399	. . 3 ⊢ ((𝐿 mod (#‘𝑊)) = 0 → ((𝐿 mod (#‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (#‘𝑊))))
2	1	2a1d 26	. 2 ⊢ ((𝐿 mod (#‘𝑊)) = 0 → ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → ((𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊 → ((𝐿 mod (#‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (#‘𝑊))))))
3		3simpa 1078	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ))
4	3	ad2antlr 763	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (#‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ))
5		simplr3 1125	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (#‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → 𝐿 ∈ ℤ)
6		simpll 805	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (#‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → (𝐿 mod (#‘𝑊)) ≠ 0)
7		simpr 476	. . . . 5 ⊢ ((((𝐿 mod (#‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊)
8		cshwsidrepsw 15847	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ) → ((𝐿 ∈ ℤ ∧ (𝐿 mod (#‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (#‘𝑊))))
9	8	imp 444	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ) ∧ (𝐿 ∈ ℤ ∧ (𝐿 mod (#‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊)) → 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (#‘𝑊)))
10	4, 5, 6, 7, 9	syl13anc 1368	. . . 4 ⊢ ((((𝐿 mod (#‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (#‘𝑊)))
11	10	olcd 407	. . 3 ⊢ ((((𝐿 mod (#‘𝑊)) ≠ 0 ∧ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ)) ∧ (𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊) → ((𝐿 mod (#‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (#‘𝑊))))
12	11	exp31 629	. 2 ⊢ ((𝐿 mod (#‘𝑊)) ≠ 0 → ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → ((𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊 → ((𝐿 mod (#‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (#‘𝑊))))))
13	2, 12	pm2.61ine 2906	1 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℙ ∧ 𝐿 ∈ ℤ) → ((𝑊 cyclShift 𝐿) = 𝑊 → ((𝐿 mod (#‘𝑊)) = 0 ∨ 𝑊 = ((𝑊‘0) repeatS (#‘𝑊)))))

Syntax hints:   → wi 4   ∨ wo 382   ∧ wa 383   ∧ w3a 1054   = wceq 1523   ∈ wcel 2030   ≠ wne 2823  ‘cfv 5926  (class class class)co 6690  0cc0 9974  ℤcz 11415   mod cmo 12708  #chash 13157  Word cword 13323   repeatS creps 13330   cyclShift ccsh 13580  ℙcprime 15432

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-2o 7606  df-oadd 7609  df-er 7787  df-map 7901  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-sup 8389  df-inf 8390  df-card 8803  df-cda 9028  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-n0 11331  df-xnn0 11402  df-z 11416  df-uz 11726  df-rp 11871  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-fl 12633  df-mod 12709  df-seq 12842  df-exp 12901  df-hash 13158  df-word 13331  df-concat 13333  df-substr 13335  df-reps 13338  df-csh 13581  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-dvds 15028  df-gcd 15264  df-prm 15433  df-phi 15518

This theorem is referenced by:  cshwshashlem1  15849