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Theorem odmodnn0 18166
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 · = (.g𝐺)
odid.4 0 = (0g𝐺)
Assertion
Ref Expression
odmodnn0 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))

Proof of Theorem odmodnn0
StepHypRef Expression
1 simpl1 1227 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 𝐺 ∈ Mnd)
2 nnnn0 11501 . . . . . 6 ((𝑂𝐴) ∈ ℕ → (𝑂𝐴) ∈ ℕ0)
32adantl 467 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑂𝐴) ∈ ℕ0)
4 simpl3 1231 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℕ0)
54nn0red 11554 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℝ)
6 nnrp 12045 . . . . . . . 8 ((𝑂𝐴) ∈ ℕ → (𝑂𝐴) ∈ ℝ+)
76adantl 467 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑂𝐴) ∈ ℝ+)
85, 7rerpdivcld 12106 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑁 / (𝑂𝐴)) ∈ ℝ)
94nn0ge0d 11556 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 0 ≤ 𝑁)
10 nnre 11229 . . . . . . . 8 ((𝑂𝐴) ∈ ℕ → (𝑂𝐴) ∈ ℝ)
1110adantl 467 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑂𝐴) ∈ ℝ)
12 nngt0 11251 . . . . . . . 8 ((𝑂𝐴) ∈ ℕ → 0 < (𝑂𝐴))
1312adantl 467 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 0 < (𝑂𝐴))
14 divge0 11094 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℝ ∧ 0 ≤ 𝑁) ∧ ((𝑂𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝑂𝐴))) → 0 ≤ (𝑁 / (𝑂𝐴)))
155, 9, 11, 13, 14syl22anc 1477 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 0 ≤ (𝑁 / (𝑂𝐴)))
16 flge0nn0 12829 . . . . . 6 (((𝑁 / (𝑂𝐴)) ∈ ℝ ∧ 0 ≤ (𝑁 / (𝑂𝐴))) → (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) ∈ ℕ0)
178, 15, 16syl2anc 573 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) ∈ ℕ0)
183, 17nn0mulcld 11558 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) ∈ ℕ0)
194nn0zd 11682 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℤ)
20 zmodcl 12898 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑁 mod (𝑂𝐴)) ∈ ℕ0)
2119, 20sylancom 576 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑁 mod (𝑂𝐴)) ∈ ℕ0)
22 simpl2 1229 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 𝐴𝑋)
23 odcl.1 . . . . 5 𝑋 = (Base‘𝐺)
24 odid.3 . . . . 5 · = (.g𝐺)
25 eqid 2771 . . . . 5 (+g𝐺) = (+g𝐺)
2623, 24, 25mulgnn0dir 17779 . . . 4 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ (((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) ∈ ℕ0 ∧ (𝑁 mod (𝑂𝐴)) ∈ ℕ0𝐴𝑋)) → ((((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 mod (𝑂𝐴))) · 𝐴) = ((((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) · 𝐴)(+g𝐺)((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴)))
271, 18, 21, 22, 26syl13anc 1478 . . 3 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 mod (𝑂𝐴))) · 𝐴) = ((((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) · 𝐴)(+g𝐺)((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴)))
2811recnd 10270 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑂𝐴) ∈ ℂ)
2917nn0cnd 11555 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) ∈ ℂ)
3028, 29mulcomd 10263 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) = ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · (𝑂𝐴)))
3130oveq1d 6808 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) · 𝐴) = (((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · (𝑂𝐴)) · 𝐴))
3223, 24mulgnn0ass 17786 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) ∈ ℕ0 ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ0𝐴𝑋)) → (((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · (𝑂𝐴)) · 𝐴) = ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · ((𝑂𝐴) · 𝐴)))
331, 17, 3, 22, 32syl13anc 1478 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · (𝑂𝐴)) · 𝐴) = ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · ((𝑂𝐴) · 𝐴)))
34 odcl.2 . . . . . . . . . 10 𝑂 = (od‘𝐺)
35 odid.4 . . . . . . . . . 10 0 = (0g𝐺)
3623, 34, 24, 35odid 18164 . . . . . . . . 9 (𝐴𝑋 → ((𝑂𝐴) · 𝐴) = 0 )
3722, 36syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑂𝐴) · 𝐴) = 0 )
3837oveq2d 6809 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · ((𝑂𝐴) · 𝐴)) = ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · 0 ))
3923, 24, 35mulgnn0z 17775 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) ∈ ℕ0) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · 0 ) = 0 )
401, 17, 39syl2anc 573 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · 0 ) = 0 )
4138, 40eqtrd 2805 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · ((𝑂𝐴) · 𝐴)) = 0 )
4233, 41eqtrd 2805 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (((⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))) · (𝑂𝐴)) · 𝐴) = 0 )
4331, 42eqtrd 2805 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) · 𝐴) = 0 )
4443oveq1d 6808 . . 3 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) · 𝐴)(+g𝐺)((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴)) = ( 0 (+g𝐺)((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴)))
4527, 44eqtrd 2805 . 2 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 mod (𝑂𝐴))) · 𝐴) = ( 0 (+g𝐺)((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴)))
46 modval 12878 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℝ+) → (𝑁 mod (𝑂𝐴)) = (𝑁 − ((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))))))
475, 7, 46syl2anc 573 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (𝑁 mod (𝑂𝐴)) = (𝑁 − ((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴))))))
4847oveq2d 6809 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 mod (𝑂𝐴))) = (((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 − ((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))))))
4918nn0cnd 11555 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) ∈ ℂ)
504nn0cnd 11555 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℂ)
5149, 50pncan3d 10597 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 − ((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))))) = 𝑁)
5248, 51eqtrd 2805 . . 3 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → (((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 mod (𝑂𝐴))) = 𝑁)
5352oveq1d 6808 . 2 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((((𝑂𝐴) · (⌊‘(𝑁 / (𝑂𝐴)))) + (𝑁 mod (𝑂𝐴))) · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))
5423, 24mulgnn0cl 17766 . . . 4 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ (𝑁 mod (𝑂𝐴)) ∈ ℕ0𝐴𝑋) → ((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴) ∈ 𝑋)
551, 21, 22, 54syl3anc 1476 . . 3 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴) ∈ 𝑋)
5623, 25, 35mndlid 17519 . . 3 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ ((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴) ∈ 𝑋) → ( 0 (+g𝐺)((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴)) = ((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴))
571, 55, 56syl2anc 573 . 2 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ( 0 (+g𝐺)((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴)) = ((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴))
5845, 53, 573eqtr3rd 2814 1 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑁 mod (𝑂𝐴)) · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 382  w3a 1071   = wceq 1631  wcel 2145   class class class wbr 4786  cfv 6031  (class class class)co 6793  cr 10137  0cc0 10138   + caddc 10141   · cmul 10143   < clt 10276  cle 10277  cmin 10468   / cdiv 10886  cn 11222  0cn0 11494  cz 11579  +crp 12035  cfl 12799   mod cmo 12876  Basecbs 16064  +gcplusg 16149  0gc0g 16308  Mndcmnd 17502  .gcmg 17748  odcod 18151
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-rep 4904  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pow 4974  ax-pr 5034  ax-un 7096  ax-inf2 8702  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-1st 7315  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-fz 12534  df-fl 12801  df-mod 12877  df-seq 13009  df-0g 16310  df-mgm 17450  df-sgrp 17492  df-mnd 17503  df-mulg 17749  df-od 18155
This theorem is referenced by:  mndodcong  18168
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