Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  modqmulnn GIF version

Theorem modqmulnn 9184
 Description: Move a positive integer in and out of a floor in the first argument of a modulo operation. (Contributed by Jim Kingdon, 18-Oct-2021.)
Assertion
Ref Expression
modqmulnn ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) ≤ ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)))

Proof of Theorem modqmulnn
StepHypRef Expression
1 nnq 8568 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℚ)
213ad2ant1 925 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℚ)
3 flqcl 9117 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℚ → (⌊‘𝐴) ∈ ℤ)
4 zq 8561 . . . . . . 7 ((⌊‘𝐴) ∈ ℤ → (⌊‘𝐴) ∈ ℚ)
53, 4syl 14 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℚ → (⌊‘𝐴) ∈ ℚ)
653ad2ant2 926 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘𝐴) ∈ ℚ)
7 qmulcl 8572 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℚ ∧ (⌊‘𝐴) ∈ ℚ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℚ)
82, 6, 7syl2anc 391 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℚ)
9 qre 8560 . . . 4 ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℚ → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℝ)
108, 9syl 14 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℝ)
11 simp2 905 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℚ)
12 qmulcl 8572 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℚ ∧ 𝐴 ∈ ℚ) → (𝑁 · 𝐴) ∈ ℚ)
132, 11, 12syl2anc 391 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝐴) ∈ ℚ)
1413flqcld 9119 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℤ)
1514zred 8360 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℝ)
16 nnmulcl 7935 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℕ)
17 nnq 8568 . . . . . . 7 ((𝑁 · 𝑀) ∈ ℕ → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ)
1816, 17syl 14 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ)
19183adant2 923 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ)
20 qre 8560 . . . . 5 ((𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℝ)
2119, 20syl 14 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℝ)
22 simp1 904 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℕ)
2322nncnd 7928 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℂ)
24 simp3 906 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℕ)
2524nncnd 7928 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℂ)
2622nnap0d 7959 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 # 0)
2724nnap0d 7959 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑀 # 0)
2823, 25, 26, 27mulap0d 7639 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) # 0)
29 0z 8256 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℤ
30 zq 8561 . . . . . . . . . 10 (0 ∈ ℤ → 0 ∈ ℚ)
3129, 30ax-mp 7 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℚ
32 qapne 8574 . . . . . . . . 9 (((𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ ∧ 0 ∈ ℚ) → ((𝑁 · 𝑀) # 0 ↔ (𝑁 · 𝑀) ≠ 0))
3319, 31, 32sylancl 392 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · 𝑀) # 0 ↔ (𝑁 · 𝑀) ≠ 0))
3428, 33mpbid 135 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ≠ 0)
35 qdivcl 8577 . . . . . . 7 (((𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℚ ∧ (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ ∧ (𝑁 · 𝑀) ≠ 0) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)) ∈ ℚ)
368, 19, 34, 35syl3anc 1135 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)) ∈ ℚ)
3736flqcld 9119 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) ∈ ℤ)
3837zred 8360 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) ∈ ℝ)
3921, 38remulcld 7056 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)))) ∈ ℝ)
40 nnnn0 8188 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
41 flqmulnn0 9141 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0𝐴 ∈ ℚ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ≤ (⌊‘(𝑁 · 𝐴)))
4240, 41sylan 267 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ≤ (⌊‘(𝑁 · 𝐴)))
4322, 11, 42syl2anc 391 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · (⌊‘𝐴)) ≤ (⌊‘(𝑁 · 𝐴)))
4410, 15, 39, 43lesub1dd 7552 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))) ≤ ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
4522nnred 7927 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℝ)
4624nnred 7927 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝑀 ∈ ℝ)
4722nngt0d 7957 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 0 < 𝑁)
4824nngt0d 7957 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 0 < 𝑀)
4945, 46, 47, 48mulgt0d 7137 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 0 < (𝑁 · 𝑀))
50 modqval 9166 . . 3 (((𝑁 · (⌊‘𝐴)) ∈ ℚ ∧ (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ ∧ 0 < (𝑁 · 𝑀)) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) = ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
518, 19, 49, 50syl3anc 1135 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) = ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
52 zq 8561 . . . . 5 ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℤ → (⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℚ)
5314, 52syl 14 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℚ)
54 modqval 9166 . . . 4 (((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) ∈ ℚ ∧ (𝑁 · 𝑀) ∈ ℚ ∧ 0 < (𝑁 · 𝑀)) → ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) = ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
5553, 19, 49, 54syl3anc 1135 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) = ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
56163adant2 923 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (𝑁 · 𝑀) ∈ ℕ)
57 flqdiv 9163 . . . . . . 7 (((𝑁 · 𝐴) ∈ ℚ ∧ (𝑁 · 𝑀) ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀))))
5813, 56, 57syl2anc 391 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀))))
59 flqdiv 9163 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘𝐴) / 𝑀)) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
60593adant1 922 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘𝐴) / 𝑀)) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
613zcnd 8361 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℚ → (⌊‘𝐴) ∈ ℂ)
6211, 61syl 14 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘𝐴) ∈ ℂ)
6362, 25, 23, 27, 26divcanap5d 7791 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)) = ((⌊‘𝐴) / 𝑀))
6463fveq2d 5182 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((⌊‘𝐴) / 𝑀)))
65 qcn 8569 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ ℚ → 𝐴 ∈ ℂ)
6611, 65syl 14 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ ℂ)
6766, 25, 23, 27, 26divcanap5d 7791 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀)) = (𝐴 / 𝑀))
6867fveq2d 5182 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘(𝐴 / 𝑀)))
6960, 64, 683eqtr4rd 2083 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((𝑁 · 𝐴) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))
7058, 69eqtrd 2072 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))) = (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))
7170oveq2d 5528 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)))) = ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀)))))
7271oveq2d 5528 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))) = ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
7355, 72eqtrd 2072 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) = ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) − ((𝑁 · 𝑀) · (⌊‘((𝑁 · (⌊‘𝐴)) / (𝑁 · 𝑀))))))
7444, 51, 733brtr4d 3794 1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ ℚ ∧ 𝑀 ∈ ℕ) → ((𝑁 · (⌊‘𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)) ≤ ((⌊‘(𝑁 · 𝐴)) mod (𝑁 · 𝑀)))
 Colors of variables: wff set class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 97   ↔ wb 98   ∧ w3a 885   = wceq 1243   ∈ wcel 1393   ≠ wne 2204   class class class wbr 3764  ‘cfv 4902  (class class class)co 5512  ℂcc 6887  ℝcr 6888  0cc0 6889   · cmul 6894   < clt 7060   ≤ cle 7061   − cmin 7182   # cap 7572   / cdiv 7651  ℕcn 7914  ℕ0cn0 8181  ℤcz 8245  ℚcq 8554  ⌊cfl 9112   mod cmo 9164 This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 99  ax-ia2 100  ax-ia3 101  ax-in1 544  ax-in2 545  ax-io 630  ax-5 1336  ax-7 1337  ax-gen 1338  ax-ie1 1382  ax-ie2 1383  ax-8 1395  ax-10 1396  ax-11 1397  ax-i12 1398  ax-bndl 1399  ax-4 1400  ax-13 1404  ax-14 1405  ax-17 1419  ax-i9 1423  ax-ial 1427  ax-i5r 1428  ax-ext 2022  ax-coll 3872  ax-sep 3875  ax-nul 3883  ax-pow 3927  ax-pr 3944  ax-un 4170  ax-setind 4262  ax-iinf 4311  ax-cnex 6975  ax-resscn 6976  ax-1cn 6977  ax-1re 6978  ax-icn 6979  ax-addcl 6980  ax-addrcl 6981  ax-mulcl 6982  ax-mulrcl 6983  ax-addcom 6984  ax-mulcom 6985  ax-addass 6986  ax-mulass 6987  ax-distr 6988  ax-i2m1 6989  ax-1rid 6991  ax-0id 6992  ax-rnegex 6993  ax-precex 6994  ax-cnre 6995  ax-pre-ltirr 6996  ax-pre-ltwlin 6997  ax-pre-lttrn 6998  ax-pre-apti 6999  ax-pre-ltadd 7000  ax-pre-mulgt0 7001  ax-pre-mulext 7002  ax-arch 7003 This theorem depends on definitions:  df-bi 110  df-dc 743  df-3or 886  df-3an 887  df-tru 1246  df-fal 1249  df-nf 1350  df-sb 1646  df-eu 1903  df-mo 1904  df-clab 2027  df-cleq 2033  df-clel 2036  df-nfc 2167  df-ne 2206  df-nel 2207  df-ral 2311  df-rex 2312  df-reu 2313  df-rmo 2314  df-rab 2315  df-v 2559  df-sbc 2765  df-csb 2853  df-dif 2920  df-un 2922  df-in 2924  df-ss 2931  df-nul 3225  df-pw 3361  df-sn 3381  df-pr 3382  df-op 3384  df-uni 3581  df-int 3616  df-iun 3659  df-br 3765  df-opab 3819  df-mpt 3820  df-tr 3855  df-eprel 4026  df-id 4030  df-po 4033  df-iso 4034  df-iord 4103  df-on 4105  df-suc 4108  df-iom 4314  df-xp 4351  df-rel 4352  df-cnv 4353  df-co 4354  df-dm 4355  df-rn 4356  df-res 4357  df-ima 4358  df-iota 4867  df-fun 4904  df-fn 4905  df-f 4906  df-f1 4907  df-fo 4908  df-f1o 4909  df-fv 4910  df-riota 5468  df-ov 5515  df-oprab 5516  df-mpt2 5517  df-1st 5767  df-2nd 5768  df-recs 5920  df-irdg 5957  df-1o 6001  df-2o 6002  df-oadd 6005  df-omul 6006  df-er 6106  df-ec 6108  df-qs 6112  df-ni 6402  df-pli 6403  df-mi 6404  df-lti 6405  df-plpq 6442  df-mpq 6443  df-enq 6445  df-nqqs 6446  df-plqqs 6447  df-mqqs 6448  df-1nqqs 6449  df-rq 6450  df-ltnqqs 6451  df-enq0 6522  df-nq0 6523  df-0nq0 6524  df-plq0 6525  df-mq0 6526  df-inp 6564  df-i1p 6565  df-iplp 6566  df-iltp 6568  df-enr 6811  df-nr 6812  df-ltr 6815  df-0r 6816  df-1r 6817  df-0 6896  df-1 6897  df-r 6899  df-lt 6902  df-pnf 7062  df-mnf 7063  df-xr 7064  df-ltxr 7065  df-le 7066  df-sub 7184  df-neg 7185  df-reap 7566  df-ap 7573  df-div 7652  df-inn 7915  df-n0 8182  df-z 8246  df-q 8555  df-rp 8584  df-fl 9114  df-mod 9165 This theorem is referenced by: (None)
 Copyright terms: Public domain W3C validator