Metamath Proof Explorer


Theorem jm2.16nn0

Description: Lemma 2.16 of JonesMatijasevic p. 695. This may be regarded as a special case of jm2.15nn0 if rmY is redefined as described in rmyluc . (Contributed by Stefan O'Rear, 1-Oct-2014)

Ref Expression
Assertion jm2.16nn0 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ 0 → A − 1 ∥ A Y rm N − N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eluzelz ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A ∈ ℤ
2 peano2zm ⊢ A ∈ ℤ → A − 1 ∈ ℤ
3 1 2 syl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∈ ℤ
4 0z ⊢ 0 ∈ ℤ
5 congid ⊢ A − 1 ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ → A − 1 ∥ 0 − 0
6 3 4 5 sylancl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ 0 − 0
7 rmy0 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A Y rm 0 = 0
8 7 oveq1d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A Y rm 0 − 0 = 0 − 0
9 6 8 breqtrrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm 0 − 0
10 1z ⊢ 1 ∈ ℤ
11 congid ⊢ A − 1 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ → A − 1 ∥ 1 − 1
12 3 10 11 sylancl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ 1 − 1
13 rmy1 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A Y rm 1 = 1
14 13 oveq1d ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A Y rm 1 − 1 = 1 − 1
15 12 14 breqtrrd ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm 1 − 1
16 pm3.43 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm b − b → A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b
17 1 adantl ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A ∈ ℤ
18 17 2 syl ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∈ ℤ
19 eluzel2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ∈ ℤ
20 19 adantl ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ∈ ℤ
21 simpr ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A ∈ ℤ ≥ 2
22 nnz ⊢ b ∈ ℕ → b ∈ ℤ
23 22 adantr ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → b ∈ ℤ
24 frmy ⊢ Y rm : ℤ ≥ 2 × ℤ ⟶ ℤ
25 24 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ b ∈ ℤ → A Y rm b ∈ ℤ
26 21 23 25 syl2anc ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A Y rm b ∈ ℤ
27 26 17 zmulcld ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A Y rm b ⁢ A ∈ ℤ
28 20 27 zmulcld ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ A Y rm b ⁢ A ∈ ℤ
29 zmulcl ⊢ b ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ → b ⋅ 1 ∈ ℤ
30 23 10 29 sylancl ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → b ⋅ 1 ∈ ℤ
31 20 30 zmulcld ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ⁢ b ⋅ 1 ∈ ℤ
32 18 28 31 3jca ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∈ ℤ ∧ 2 ⁢ A Y rm b ⁢ A ∈ ℤ ∧ 2 ⁢ b ⋅ 1 ∈ ℤ
33 32 3adant3 ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A − 1 ∈ ℤ ∧ 2 ⁢ A Y rm b ⁢ A ∈ ℤ ∧ 2 ⁢ b ⋅ 1 ∈ ℤ
34 peano2zm ⊢ b ∈ ℤ → b − 1 ∈ ℤ
35 23 34 syl ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → b − 1 ∈ ℤ
36 24 fovcl ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ b − 1 ∈ ℤ → A Y rm b − 1 ∈ ℤ
37 21 35 36 syl2anc ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A Y rm b − 1 ∈ ℤ
38 37 35 jca ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A Y rm b − 1 ∈ ℤ ∧ b − 1 ∈ ℤ
39 38 3adant3 ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A Y rm b − 1 ∈ ℤ ∧ b − 1 ∈ ℤ
40 18 20 20 3jca ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ
41 40 3adant3 ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A − 1 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ
42 27 30 jca ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A Y rm b ⁢ A ∈ ℤ ∧ b ⋅ 1 ∈ ℤ
43 42 3adant3 ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A Y rm b ⁢ A ∈ ℤ ∧ b ⋅ 1 ∈ ℤ
44 congid ⊢ A − 1 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ → A − 1 ∥ 2 − 2
45 18 20 44 syl2anc ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ 2 − 2
46 45 3adant3 ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A − 1 ∥ 2 − 2
47 18 26 23 3jca ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∈ ℤ ∧ A Y rm b ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ
48 47 3adant3 ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A − 1 ∈ ℤ ∧ A Y rm b ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ
49 17 10 jctir ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ
50 49 3adant3 ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ
51 simp3r ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A − 1 ∥ A Y rm b − b
52 iddvds ⊢ A − 1 ∈ ℤ → A − 1 ∥ A − 1
53 18 52 syl ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A − 1
54 53 3adant3 ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A − 1 ∥ A − 1
55 congmul ⊢ A − 1 ∈ ℤ ∧ A Y rm b ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ A ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b ∧ A − 1 ∥ A − 1 → A − 1 ∥ A Y rm b ⁢ A − b ⋅ 1
56 48 50 51 54 55 syl112anc ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A − 1 ∥ A Y rm b ⁢ A − b ⋅ 1
57 congmul ⊢ A − 1 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ ∧ A Y rm b ⁢ A ∈ ℤ ∧ b ⋅ 1 ∈ ℤ ∧ A − 1 ∥ 2 − 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b ⁢ A − b ⋅ 1 → A − 1 ∥ 2 ⁢ A Y rm b ⁢ A − 2 ⁢ b ⋅ 1
58 41 43 46 56 57 syl112anc ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A − 1 ∥ 2 ⁢ A Y rm b ⁢ A − 2 ⁢ b ⋅ 1
59 simp3l ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1
60 congsub ⊢ A − 1 ∈ ℤ ∧ 2 ⁢ A Y rm b ⁢ A ∈ ℤ ∧ 2 ⁢ b ⋅ 1 ∈ ℤ ∧ A Y rm b − 1 ∈ ℤ ∧ b − 1 ∈ ℤ ∧ A − 1 ∥ 2 ⁢ A Y rm b ⁢ A − 2 ⁢ b ⋅ 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 → A − 1 ∥ 2 ⁢ A Y rm b ⁢ A - A Y rm b − 1 - 2 ⁢ b ⋅ 1 − b − 1
61 33 39 58 59 60 syl112anc ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A − 1 ∥ 2 ⁢ A Y rm b ⁢ A - A Y rm b − 1 - 2 ⁢ b ⋅ 1 − b − 1
62 rmyluc ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ b ∈ ℤ → A Y rm b + 1 = 2 ⁢ A Y rm b ⁢ A − A Y rm b − 1
63 21 23 62 syl2anc ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A Y rm b + 1 = 2 ⁢ A Y rm b ⁢ A − A Y rm b − 1
64 nncn ⊢ b ∈ ℕ → b ∈ ℂ
65 64 mulridd ⊢ b ∈ ℕ → b ⋅ 1 = b
66 65 oveq2d ⊢ b ∈ ℕ → 2 ⁢ b ⋅ 1 = 2 ⁢ b
67 64 2timesd ⊢ b ∈ ℕ → 2 ⁢ b = b + b
68 66 67 eqtrd ⊢ b ∈ ℕ → 2 ⁢ b ⋅ 1 = b + b
69 68 oveq1d ⊢ b ∈ ℕ → 2 ⁢ b ⋅ 1 − b − 1 = b + b - b − 1
70 1cnd ⊢ b ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ
71 64 64 70 pnncand ⊢ b ∈ ℕ → b + b - b − 1 = b + 1
72 69 71 eqtr2d ⊢ b ∈ ℕ → b + 1 = 2 ⁢ b ⋅ 1 − b − 1
73 72 adantr ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → b + 1 = 2 ⁢ b ⋅ 1 − b − 1
74 63 73 oveq12d ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A Y rm b + 1 − b + 1 = 2 ⁢ A Y rm b ⁢ A - A Y rm b − 1 - 2 ⁢ b ⋅ 1 − b − 1
75 74 3adant3 ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A Y rm b + 1 − b + 1 = 2 ⁢ A Y rm b ⁢ A - A Y rm b − 1 - 2 ⁢ b ⋅ 1 − b − 1
76 61 75 breqtrrd ⊢ b ∈ ℕ ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A − 1 ∥ A Y rm b + 1 − b + 1
77 76 3exp ⊢ b ∈ ℕ → A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A − 1 ∥ A Y rm b + 1 − b + 1
78 77 a2d ⊢ b ∈ ℕ → A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A − 1 ∥ A Y rm b − b → A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm b + 1 − b + 1
79 16 78 syl5 ⊢ b ∈ ℕ → A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1 ∧ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm b − b → A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm b + 1 − b + 1
80 oveq2 ⊢ a = 0 → A Y rm a = A Y rm 0
81 id ⊢ a = 0 → a = 0
82 80 81 oveq12d ⊢ a = 0 → A Y rm a − a = A Y rm 0 − 0
83 82 breq2d ⊢ a = 0 → A − 1 ∥ A Y rm a − a ↔ A − 1 ∥ A Y rm 0 − 0
84 83 imbi2d ⊢ a = 0 → A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm a − a ↔ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm 0 − 0
85 oveq2 ⊢ a = 1 → A Y rm a = A Y rm 1
86 id ⊢ a = 1 → a = 1
87 85 86 oveq12d ⊢ a = 1 → A Y rm a − a = A Y rm 1 − 1
88 87 breq2d ⊢ a = 1 → A − 1 ∥ A Y rm a − a ↔ A − 1 ∥ A Y rm 1 − 1
89 88 imbi2d ⊢ a = 1 → A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm a − a ↔ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm 1 − 1
90 oveq2 ⊢ a = b − 1 → A Y rm a = A Y rm b − 1
91 id ⊢ a = b − 1 → a = b − 1
92 90 91 oveq12d ⊢ a = b − 1 → A Y rm a − a = A Y rm b − 1 − b − 1
93 92 breq2d ⊢ a = b − 1 → A − 1 ∥ A Y rm a − a ↔ A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1
94 93 imbi2d ⊢ a = b − 1 → A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm a − a ↔ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm b − 1 − b − 1
95 oveq2 ⊢ a = b → A Y rm a = A Y rm b
96 id ⊢ a = b → a = b
97 95 96 oveq12d ⊢ a = b → A Y rm a − a = A Y rm b − b
98 97 breq2d ⊢ a = b → A − 1 ∥ A Y rm a − a ↔ A − 1 ∥ A Y rm b − b
99 98 imbi2d ⊢ a = b → A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm a − a ↔ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm b − b
100 oveq2 ⊢ a = b + 1 → A Y rm a = A Y rm b + 1
101 id ⊢ a = b + 1 → a = b + 1
102 100 101 oveq12d ⊢ a = b + 1 → A Y rm a − a = A Y rm b + 1 − b + 1
103 102 breq2d ⊢ a = b + 1 → A − 1 ∥ A Y rm a − a ↔ A − 1 ∥ A Y rm b + 1 − b + 1
104 103 imbi2d ⊢ a = b + 1 → A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm a − a ↔ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm b + 1 − b + 1
105 oveq2 ⊢ a = N → A Y rm a = A Y rm N
106 id ⊢ a = N → a = N
107 105 106 oveq12d ⊢ a = N → A Y rm a − a = A Y rm N − N
108 107 breq2d ⊢ a = N → A − 1 ∥ A Y rm a − a ↔ A − 1 ∥ A Y rm N − N
109 108 imbi2d ⊢ a = N → A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm a − a ↔ A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm N − N
110 9 15 79 84 89 94 99 104 109 2nn0ind ⊢ N ∈ ℕ 0 → A ∈ ℤ ≥ 2 → A − 1 ∥ A Y rm N − N
111 110 impcom ⊢ A ∈ ℤ ≥ 2 ∧ N ∈ ℕ 0 → A − 1 ∥ A Y rm N − N