MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  modxai Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem modxai 15979
Description: Add exponents in a power mod calculation. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Feb-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 5-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
modxai.1 𝑁 ∈ ℕ
modxai.2 𝐴 ∈ ℕ
modxai.3 𝐵 ∈ ℕ0
modxai.4 𝐷 ∈ ℤ
modxai.5 𝐾 ∈ ℕ0
modxai.6 𝑀 ∈ ℕ0
modxai.7 𝐶 ∈ ℕ0
modxai.8 𝐿 ∈ ℕ0
modxai.11 ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = (𝐾 mod 𝑁)
modxai.12 ((𝐴𝐶) mod 𝑁) = (𝐿 mod 𝑁)
modxai.9 (𝐵 + 𝐶) = 𝐸
modxai.10 ((𝐷 · 𝑁) + 𝑀) = (𝐾 · 𝐿)
Assertion
Ref Expression
modxai ((𝐴𝐸) mod 𝑁) = (𝑀 mod 𝑁)

Proof of Theorem modxai
StepHypRef Expression
1 modxai.9 . . . . 5 (𝐵 + 𝐶) = 𝐸
21oveq2i 6804 . . . 4 (𝐴↑(𝐵 + 𝐶)) = (𝐴𝐸)
3 modxai.2 . . . . . 6 𝐴 ∈ ℕ
43nncni 11232 . . . . 5 𝐴 ∈ ℂ
5 modxai.3 . . . . 5 𝐵 ∈ ℕ0
6 modxai.7 . . . . 5 𝐶 ∈ ℕ0
7 expadd 13109 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℕ0𝐶 ∈ ℕ0) → (𝐴↑(𝐵 + 𝐶)) = ((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)))
84, 5, 6, 7mp3an 1572 . . . 4 (𝐴↑(𝐵 + 𝐶)) = ((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶))
92, 8eqtr3i 2795 . . 3 (𝐴𝐸) = ((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶))
109oveq1i 6803 . 2 ((𝐴𝐸) mod 𝑁) = (((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)) mod 𝑁)
11 nnexpcl 13080 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ ℕ0) → (𝐴𝐵) ∈ ℕ)
123, 5, 11mp2an 672 . . . . . . . 8 (𝐴𝐵) ∈ ℕ
1312nnzi 11603 . . . . . . 7 (𝐴𝐵) ∈ ℤ
1413a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → (𝐴𝐵) ∈ ℤ)
15 modxai.5 . . . . . . . 8 𝐾 ∈ ℕ0
1615nn0zi 11604 . . . . . . 7 𝐾 ∈ ℤ
1716a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → 𝐾 ∈ ℤ)
18 nnexpcl 13080 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℕ ∧ 𝐶 ∈ ℕ0) → (𝐴𝐶) ∈ ℕ)
193, 6, 18mp2an 672 . . . . . . . 8 (𝐴𝐶) ∈ ℕ
2019nnzi 11603 . . . . . . 7 (𝐴𝐶) ∈ ℤ
2120a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → (𝐴𝐶) ∈ ℤ)
22 modxai.8 . . . . . . . 8 𝐿 ∈ ℕ0
2322nn0zi 11604 . . . . . . 7 𝐿 ∈ ℤ
2423a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → 𝐿 ∈ ℤ)
25 modxai.1 . . . . . . . 8 𝑁 ∈ ℕ
26 nnrp 12045 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ+)
2725, 26ax-mp 5 . . . . . . 7 𝑁 ∈ ℝ+
2827a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → 𝑁 ∈ ℝ+)
29 modxai.11 . . . . . . 7 ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = (𝐾 mod 𝑁)
3029a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → ((𝐴𝐵) mod 𝑁) = (𝐾 mod 𝑁))
31 modxai.12 . . . . . . 7 ((𝐴𝐶) mod 𝑁) = (𝐿 mod 𝑁)
3231a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → ((𝐴𝐶) mod 𝑁) = (𝐿 mod 𝑁))
3314, 17, 21, 24, 28, 30, 32modmul12d 12932 . . . . 5 (⊤ → (((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)) mod 𝑁) = ((𝐾 · 𝐿) mod 𝑁))
3433trud 1641 . . . 4 (((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)) mod 𝑁) = ((𝐾 · 𝐿) mod 𝑁)
35 modxai.10 . . . . . 6 ((𝐷 · 𝑁) + 𝑀) = (𝐾 · 𝐿)
36 modxai.4 . . . . . . . . 9 𝐷 ∈ ℤ
37 zcn 11584 . . . . . . . . 9 (𝐷 ∈ ℤ → 𝐷 ∈ ℂ)
3836, 37ax-mp 5 . . . . . . . 8 𝐷 ∈ ℂ
3925nncni 11232 . . . . . . . 8 𝑁 ∈ ℂ
4038, 39mulcli 10247 . . . . . . 7 (𝐷 · 𝑁) ∈ ℂ
41 modxai.6 . . . . . . . 8 𝑀 ∈ ℕ0
4241nn0cni 11506 . . . . . . 7 𝑀 ∈ ℂ
4340, 42addcomi 10429 . . . . . 6 ((𝐷 · 𝑁) + 𝑀) = (𝑀 + (𝐷 · 𝑁))
4435, 43eqtr3i 2795 . . . . 5 (𝐾 · 𝐿) = (𝑀 + (𝐷 · 𝑁))
4544oveq1i 6803 . . . 4 ((𝐾 · 𝐿) mod 𝑁) = ((𝑀 + (𝐷 · 𝑁)) mod 𝑁)
4634, 45eqtri 2793 . . 3 (((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)) mod 𝑁) = ((𝑀 + (𝐷 · 𝑁)) mod 𝑁)
4741nn0rei 11505 . . . 4 𝑀 ∈ ℝ
48 modcyc 12913 . . . 4 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ+𝐷 ∈ ℤ) → ((𝑀 + (𝐷 · 𝑁)) mod 𝑁) = (𝑀 mod 𝑁))
4947, 27, 36, 48mp3an 1572 . . 3 ((𝑀 + (𝐷 · 𝑁)) mod 𝑁) = (𝑀 mod 𝑁)
5046, 49eqtri 2793 . 2 (((𝐴𝐵) · (𝐴𝐶)) mod 𝑁) = (𝑀 mod 𝑁)
5110, 50eqtri 2793 1 ((𝐴𝐸) mod 𝑁) = (𝑀 mod 𝑁)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   = wceq 1631  wtru 1632  wcel 2145  (class class class)co 6793  cc 10136  cr 10137   + caddc 10141   · cmul 10143  cn 11222  0cn0 11494  cz 11579  +crp 12035   mod cmo 12876  cexp 13067
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pow 4974  ax-pr 5034  ax-un 7096  ax-cnex 10194  ax-resscn 10195  ax-1cn 10196  ax-icn 10197  ax-addcl 10198  ax-addrcl 10199  ax-mulcl 10200  ax-mulrcl 10201  ax-mulcom 10202  ax-addass 10203  ax-mulass 10204  ax-distr 10205  ax-i2m1 10206  ax-1ne0 10207  ax-1rid 10208  ax-rnegex 10209  ax-rrecex 10210  ax-cnre 10211  ax-pre-lttri 10212  ax-pre-lttrn 10213  ax-pre-ltadd 10214  ax-pre-mulgt0 10215  ax-pre-sup 10216
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4226  df-pw 4299  df-sn 4317  df-pr 4319  df-tp 4321  df-op 4323  df-uni 4575  df-iun 4656  df-br 4787  df-opab 4847  df-mpt 4864  df-tr 4887  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-riota 6754  df-ov 6796  df-oprab 6797  df-mpt2 6798  df-om 7213  df-2nd 7316  df-wrecs 7559  df-recs 7621  df-rdg 7659  df-er 7896  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-sup 8504  df-inf 8505  df-pnf 10278  df-mnf 10279  df-xr 10280  df-ltxr 10281  df-le 10282  df-sub 10470  df-neg 10471  df-div 10887  df-nn 11223  df-n0 11495  df-z 11580  df-uz 11889  df-rp 12036  df-fl 12801  df-mod 12877  df-seq 13009  df-exp 13068
This theorem is referenced by:  mod2xi  15980  modxp1i  15981  1259lem3  16047  1259lem4  16048  2503lem2  16052  4001lem3  16057
  Copyright terms: Public domain W3C validator