Metamath Proof Explorer


Theorem 4001lem1

Description: Lemma for 4001prm . Calculate a power mod. In decimal, we calculate 2 ^ 1 2 = 4 0 9 6 = N + 9 5 , 2 ^ 2 4 = ( 2 ^ 1 2 ) ^ 2 == 9 5 ^ 2 = 2 N + 1 0 2 3 , 2 ^ 2 5 = 2 ^ 2 4 x. 2 == 1 0 2 3 x. 2 = 2 0 4 6 , 2 ^ 5 0 = ( 2 ^ 2 5 ) ^ 2 == 2 0 4 6 ^ 2 = 1 0 4 6 N + 1 0 7 0 , 2 ^ 1 0 0 = ( 2 ^ 5 0 ) ^ 2 == 1 0 7 0 ^ 2 = 2 8 6 N + 6 1 4 and 2 ^ 2 0 0 = ( 2 ^ 1 0 0 ) ^ 2 == 6 1 4 ^ 2 = 9 4 N + 9 0 2 == 9 0 2 . (Contributed by Mario Carneiro, 3-Mar-2014) (Revised by Mario Carneiro, 20-Apr-2015) (Proof shortened by AV, 16-Sep-2021)

Ref Expression
Hypothesis 4001prm.1 N=4001
Assertion 4001lem1 2200modN=902modN

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 4001prm.1 N=4001
2 4nn0 40
3 0nn0 00
4 2 3 deccl 400
5 4 3 deccl 4000
6 1nn 1
7 5 6 decnncl 4001
8 1 7 eqeltri N
9 2nn 2
10 10nn0 100
11 10 3 deccl 1000
12 9nn0 90
13 12 2 deccl 940
14 13 nn0zi 94
15 6nn0 60
16 1nn0 10
17 15 16 deccl 610
18 17 2 deccl 6140
19 12 3 deccl 900
20 2nn0 20
21 19 20 deccl 9020
22 5nn0 50
23 22 3 deccl 500
24 8nn0 80
25 20 24 deccl 280
26 25 15 deccl 2860
27 26 nn0zi 286
28 7nn0 70
29 10 28 deccl 1070
30 29 3 deccl 10700
31 20 22 deccl 250
32 10 2 deccl 1040
33 32 15 deccl 10460
34 33 nn0zi 1046
35 20 3 deccl 200
36 35 2 deccl 2040
37 36 15 deccl 20460
38 20 2 deccl 240
39 0z 0
40 10 20 deccl 1020
41 3nn0 30
42 40 41 deccl 10230
43 16 20 deccl 120
44 2z 2
45 12 22 deccl 950
46 1z 1
47 15 2 deccl 640
48 2exp6 26=64
49 48 oveq1i 26modN=64modN
50 6cn 6
51 2cn 2
52 6t2e12 62=12
53 50 51 52 mulcomli 26=12
54 eqid 95=95
55 eqid 400=400
56 9cn 9
57 56 addid1i 9+0=9
58 12 dec0h 9=09
59 57 58 eqtri 9+0=09
60 eqid 40=40
61 00id 0+0=0
62 3 dec0h 0=00
63 61 62 eqtri 0+0=00
64 4cn 4
65 64 mulid2i 14=4
66 65 61 oveq12i 14+0+0=4+0
67 64 addid1i 4+0=4
68 66 67 eqtri 14+0+0=4
69 ax-1cn 1
70 69 mul01i 10=0
71 70 oveq1i 10+0=0+0
72 71 61 62 3eqtri 10+0=00
73 2 3 3 3 60 63 16 3 3 68 72 decma2c 140+0+0=40
74 70 oveq1i 10+9=0+9
75 56 addid2i 0+9=9
76 74 75 58 3eqtri 10+9=09
77 4 3 3 12 55 59 16 12 3 73 76 decma2c 1400+9+0=409
78 69 mulid1i 11=1
79 78 oveq1i 11+5=1+5
80 5cn 5
81 5p1e6 5+1=6
82 80 69 81 addcomli 1+5=6
83 15 dec0h 6=06
84 79 82 83 3eqtri 11+5=06
85 5 16 12 22 1 54 16 15 3 77 84 decma2c 1 N+95=4096
86 eqid 64=64
87 eqid 25=25
88 2p2e4 2+2=4
89 88 oveq2i 66+2+2=66+4
90 6t6e36 66=36
91 3p1e4 3+1=4
92 6p4e10 6+4=10
93 41 15 2 90 91 92 decaddci2 66+4=40
94 89 93 eqtri 66+2+2=40
95 6t4e24 64=24
96 50 64 95 mulcomli 46=24
97 5p4e9 5+4=9
98 80 64 97 addcomli 4+5=9
99 20 2 22 96 98 decaddi 46+5=29
100 15 2 20 22 86 87 15 12 20 94 99 decmac 646+25=409
101 4p1e5 4+1=5
102 20 2 101 95 decsuc 64+1=25
103 4t4e16 44=16
104 2 15 2 86 15 16 102 103 decmul1c 644=256
105 47 15 2 86 15 31 100 104 decmul2c 6464=4096
106 85 105 eqtr4i 1 N+95=6464
107 8 9 15 46 47 45 49 53 106 mod2xi 212modN=95modN
108 eqid 12=12
109 51 mulid1i 21=2
110 109 oveq1i 21+0=2+0
111 51 addid1i 2+0=2
112 110 111 eqtri 21+0=2
113 2t2e4 22=4
114 2 dec0h 4=04
115 113 114 eqtri 22=04
116 20 16 20 108 2 3 112 115 decmul2c 212=24
117 eqid 1023=1023
118 40 nn0cni 102
119 118 addid1i 102+0=102
120 dec10p 10+0=10
121 4t2e8 42=8
122 64 51 121 mulcomli 24=8
123 69 addid1i 1+0=1
124 122 123 oveq12i 24+1+0=8+1
125 8p1e9 8+1=9
126 124 125 eqtri 24+1+0=9
127 51 mul01i 20=0
128 127 oveq1i 20+0=0+0
129 128 61 62 3eqtri 20+0=00
130 2 3 16 3 60 120 20 3 3 126 129 decma2c 240+10+0=90
131 127 oveq1i 20+2=0+2
132 51 addid2i 0+2=2
133 20 dec0h 2=02
134 131 132 133 3eqtri 20+2=02
135 4 3 10 20 55 119 20 20 3 130 134 decma2c 2400+102+0=902
136 109 oveq1i 21+3=2+3
137 3cn 3
138 3p2e5 3+2=5
139 137 51 138 addcomli 2+3=5
140 22 dec0h 5=05
141 136 139 140 3eqtri 21+3=05
142 5 16 40 41 1 117 20 22 3 135 141 decma2c 2 N+1023=9025
143 2 28 deccl 470
144 eqid 47=47
145 98 oveq2i 99+4+5=99+9
146 9t9e81 99=81
147 9p1e10 9+1=10
148 56 69 147 addcomli 1+9=10
149 24 16 12 146 125 148 decaddci2 99+9=90
150 145 149 eqtri 99+4+5=90
151 9t5e45 95=45
152 56 80 151 mulcomli 59=45
153 7cn 7
154 7p5e12 7+5=12
155 153 80 154 addcomli 5+7=12
156 2 22 28 152 101 20 155 decaddci 59+7=52
157 12 22 2 28 54 144 12 20 22 150 156 decmac 959+47=902
158 5p2e7 5+2=7
159 2 22 20 151 158 decaddi 95+2=47
160 5t5e25 55=25
161 22 12 22 54 22 20 159 160 decmul1c 955=475
162 45 12 22 54 22 143 157 161 decmul2c 9595=9025
163 142 162 eqtr4i 2 N+1023=9595
164 8 9 43 44 45 42 107 116 163 mod2xi 224modN=1023modN
165 eqid 24=24
166 20 2 101 165 decsuc 24+1=25
167 37 nn0cni 2046
168 167 addid2i 0+2046=2046
169 8 nncni N
170 169 mul02i 0 N=0
171 170 oveq1i 0 N+2046=0+2046
172 eqid 102=102
173 20 dec0u 102=20
174 20 10 20 172 173 113 decmul1 1022=204
175 3t2e6 32=6
176 20 40 41 117 174 175 decmul1 10232=2046
177 168 171 176 3eqtr4i 0 N+2046=10232
178 8 9 38 39 42 37 164 166 177 modxp1i 225modN=2046modN
179 113 oveq1i 22+1=4+1
180 179 101 eqtri 22+1=5
181 5t2e10 52=10
182 80 51 181 mulcomli 25=10
183 20 20 22 87 3 16 180 182 decmul2c 225=50
184 eqid 1070=1070
185 20 16 deccl 210
186 eqid 107=107
187 eqid 104=104
188 0p1e1 0+1=1
189 10p10e20 10+10=20
190 20 3 188 189 decsuc 10+10+1=21
191 7p4e11 7+4=11
192 10 28 10 2 186 187 190 16 191 decaddc 107+104=211
193 185 nn0cni 21
194 193 addid1i 21+0=21
195 111 20 eqeltri 2+00
196 eqid 1046=1046
197 dfdec10 41=104+1
198 197 eqcomi 104+1=41
199 6p2e8 6+2=8
200 16 15 20 103 199 decaddi 44+2=18
201 10 2 20 187 2 24 16 198 200 decrmac 1044+2=418
202 95 111 oveq12i 64+2+0=24+2
203 4p2e6 4+2=6
204 20 2 20 165 203 decaddi 24+2=26
205 202 204 eqtri 64+2+0=26
206 32 15 195 196 2 15 20 201 205 decrmac 10464+2+0=4186
207 33 nn0cni 1046
208 207 mul01i 10460=0
209 208 oveq1i 10460+1=0+1
210 16 dec0h 1=01
211 209 188 210 3eqtri 10460+1=01
212 2 3 20 16 60 194 33 16 3 206 211 decma2c 104640+21+0=41861
213 4 3 185 16 55 192 33 16 3 212 211 decma2c 1046400+107+104=418611
214 207 mulid1i 10461=1046
215 214 oveq1i 10461+0=1046+0
216 207 addid1i 1046+0=1046
217 215 216 eqtri 10461+0=1046
218 5 16 29 3 1 184 33 15 32 213 217 decma2c 1046 N+1070=4186116
219 eqid 2046=2046
220 43 20 deccl 1220
221 220 28 deccl 12270
222 eqid 204=204
223 eqid 1227=1227
224 24 16 deccl 810
225 224 12 deccl 8190
226 eqid 20=20
227 eqid 122=122
228 eqid 819=819
229 eqid 81=81
230 8cn 8
231 230 69 125 addcomli 1+8=9
232 2p1e3 2+1=3
233 16 20 24 16 108 229 231 232 decadd 12+81=93
234 12 41 91 233 decsuc 12+81+1=94
235 9p2e11 9+2=11
236 56 51 235 addcomli 2+9=11
237 43 20 224 12 227 228 234 16 236 decaddc 122+819=941
238 13 nn0cni 94
239 238 addid1i 94+0=94
240 123 16 eqeltri 1+00
241 51 mul02i 02=0
242 241 123 oveq12i 02+1+0=0+1
243 242 188 eqtri 02+1+0=1
244 20 3 240 226 20 113 243 decrmanc 202+1+0=41
245 121 oveq1i 42+0=8+0
246 230 addid1i 8+0=8
247 24 dec0h 8=08
248 245 246 247 3eqtri 42+0=08
249 35 2 16 3 222 147 20 24 3 244 248 decmac 2042+9+1=418
250 64 51 203 addcomli 2+4=6
251 16 20 2 52 250 decaddi 62+4=16
252 36 15 12 2 219 239 20 15 16 249 251 decmac 20462+94+0=4186
253 167 mul01i 20460=0
254 253 oveq1i 20460+1=0+1
255 254 188 210 3eqtri 20460+1=01
256 20 3 13 16 226 237 37 16 3 252 255 decma2c 204620+122+819=41861
257 41 dec0h 3=03
258 188 16 eqeltri 0+10
259 64 mul02i 04=0
260 259 188 oveq12i 04+0+1=0+1
261 260 188 eqtri 04+0+1=1
262 20 3 258 226 2 122 261 decrmanc 204+0+1=81
263 6p3e9 6+3=9
264 16 15 41 103 263 decaddi 44+3=19
265 35 2 3 41 222 257 2 12 16 262 264 decmac 2044+3=819
266 153 64 191 addcomli 4+7=11
267 20 2 28 95 232 16 266 decaddci 64+7=31
268 36 15 28 219 2 16 41 265 267 decrmac 20464+7=8191
269 35 2 220 28 222 223 37 16 225 256 268 decma2c 2046204+1227=418611
270 50 mul02i 06=0
271 270 oveq1i 06+2=0+2
272 271 132 eqtri 06+2=2
273 20 3 20 226 15 53 272 decrmanc 206+2=122
274 4p3e7 4+3=7
275 20 2 41 96 274 decaddi 46+3=27
276 35 2 41 222 15 28 20 273 275 decrmac 2046+3=1227
277 15 36 15 219 15 41 276 90 decmul1c 20466=12276
278 37 36 15 219 15 221 269 277 decmul2c 20462046=4186116
279 218 278 eqtr4i 1046 N+1070=20462046
280 8 9 31 34 37 30 178 183 279 mod2xi 250modN=1070modN
281 23 nn0cni 50
282 eqid 50=50
283 20 22 3 282 181 241 decmul1 502=100
284 281 51 283 mulcomli 250=100
285 eqid 614=614
286 20 12 deccl 290
287 eqid 61=61
288 eqid 29=29
289 199 oveq1i 6+2+1=8+1
290 289 125 eqtri 6+2+1=9
291 15 16 20 12 287 288 290 148 decaddc2 61+29=90
292 61 3 eqeltri 0+00
293 eqid 286=286
294 eqid 28=28
295 122 oveq1i 24+3=8+3
296 8p3e11 8+3=11
297 295 296 eqtri 24+3=11
298 8t4e32 84=32
299 41 20 20 298 88 decaddi 84+2=34
300 20 24 20 294 2 2 41 297 299 decrmac 284+2=114
301 95 61 oveq12i 64+0+0=24+0
302 38 nn0cni 24
303 302 addid1i 24+0=24
304 301 303 eqtri 64+0+0=24
305 25 15 292 293 2 2 20 300 304 decrmac 2864+0+0=1144
306 26 nn0cni 286
307 306 mul01i 2860=0
308 307 oveq1i 2860+9=0+9
309 308 75 58 3eqtri 2860+9=09
310 2 3 3 12 60 59 26 12 3 305 309 decma2c 28640+9+0=11449
311 307 oveq1i 2860+0=0+0
312 311 61 62 3eqtri 2860+0=00
313 4 3 12 3 55 291 26 3 3 310 312 decma2c 286400+61+29=114490
314 230 mulid1i 81=8
315 16 20 24 294 109 314 decmul1 281=28
316 20 24 125 315 decsuc 281+1=29
317 50 mulid1i 61=6
318 317 oveq1i 61+4=6+4
319 318 92 eqtri 61+4=10
320 25 15 2 293 16 3 16 316 319 decrmac 2861+4=290
321 5 16 17 2 1 285 26 3 286 313 320 decma2c 286 N+614=1144900
322 16 16 deccl 110
323 322 2 deccl 1140
324 323 2 deccl 11440
325 324 12 deccl 114490
326 28 2 deccl 740
327 326 12 deccl 7490
328 eqid 10=10
329 eqid 749=749
330 326 nn0cni 74
331 330 addid1i 74+0=74
332 153 addid1i 7+0=7
333 332 28 eqeltri 7+00
334 10 nn0cni 10
335 334 mulid1i 101=10
336 16 3 188 335 decsuc 101+1=11
337 153 mulid1i 71=7
338 337 332 oveq12i 71+7+0=7+7
339 7p7e14 7+7=14
340 338 339 eqtri 71+7+0=14
341 10 28 333 186 16 2 16 336 340 decrmac 1071+7+0=114
342 69 mul02i 01=0
343 342 oveq1i 01+4=0+4
344 64 addid2i 0+4=4
345 343 344 114 3eqtri 01+4=04
346 29 3 28 2 184 331 16 2 3 341 345 decmac 10701+74+0=1144
347 30 nn0cni 1070
348 347 mul01i 10700=0
349 348 oveq1i 10700+9=0+9
350 349 75 58 3eqtri 10700+9=09
351 16 3 326 12 328 329 30 12 3 346 350 decma2c 107010+749=11449
352 dfdec10 74=107+4
353 352 eqcomi 107+4=74
354 7t7e49 77=49
355 28 10 28 186 12 2 353 354 decmul1c 1077=749
356 153 mul02i 07=0
357 28 29 3 184 355 356 decmul1 10707=7490
358 30 10 28 186 3 327 351 357 decmul2c 1070107=114490
359 325 3 3 358 61 decaddi 1070107+0=114490
360 348 62 eqtri 10700=00
361 30 29 3 184 3 3 359 360 decmul2c 10701070=1144900
362 321 361 eqtr4i 286 N+614=10701070
363 8 9 23 27 30 18 280 284 362 mod2xi 2100modN=614modN
364 11 nn0cni 100
365 eqid 100=100
366 20 10 3 365 173 241 decmul1 1002=200
367 364 51 366 mulcomli 2100=200
368 eqid 902=902
369 eqid 90=90
370 12 3 12 369 75 decaddi 90+9=99
371 eqid 94=94
372 6p1e7 6+1=7
373 9t4e36 94=36
374 41 15 372 373 decsuc 94+1=37
375 103 61 oveq12i 44+0+0=16+0
376 16 15 deccl 160
377 376 nn0cni 16
378 377 addid1i 16+0=16
379 375 378 eqtri 44+0+0=16
380 12 2 292 371 2 15 16 374 379 decrmac 944+0+0=376
381 238 mul01i 940=0
382 381 oveq1i 940+9=0+9
383 382 75 58 3eqtri 940+9=09
384 2 3 3 12 60 59 13 12 3 380 383 decma2c 9440+9+0=3769
385 4 3 12 12 55 370 13 12 3 384 383 decma2c 94400+90+9=37699
386 56 mulid1i 91=9
387 64 mulid1i 41=4
388 387 oveq1i 41+2=4+2
389 388 203 eqtri 41+2=6
390 12 2 20 371 16 386 389 decrmanc 941+2=96
391 5 16 19 20 1 368 13 15 12 385 390 decma2c 94 N+902=376996
392 38 22 deccl 2450
393 eqid 245=245
394 50 51 199 addcomli 2+6=8
395 20 2 15 16 165 287 394 101 decadd 24+61=85
396 8p2e10 8+2=10
397 41 15 372 90 decsuc 66+1=37
398 50 mulid2i 16=6
399 398 oveq1i 16+0=6+0
400 50 addid1i 6+0=6
401 399 400 eqtri 16+0=6
402 15 16 16 3 287 396 15 397 401 decma 616+8+2=376
403 17 2 24 22 285 395 15 12 20 402 99 decmac 6146+24+61=3769
404 16 15 16 287 317 78 decmul1 611=61
405 387 oveq1i 41+5=4+5
406 405 98 eqtri 41+5=9
407 17 2 22 285 16 404 406 decrmanc 6141+5=619
408 15 16 38 22 287 393 18 12 17 403 407 decma2c 61461+245=37699
409 65 oveq1i 14+1=4+1
410 409 101 eqtri 14+1=5
411 15 16 16 287 2 95 410 decrmanc 614+1=245
412 2 17 2 285 15 16 411 103 decmul1c 6144=2456
413 18 17 2 285 15 392 408 412 decmul2c 614614=376996
414 391 413 eqtr4i 94 N+902=614614
415 8 9 11 14 18 21 363 367 414 mod2xi 2200modN=902modN