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Theorem jm2.25

Description: Lemma for jm2.26 . Remainders mod X(2n) are negaperiodic mod 2n. (Contributed by Stefan O'Rear, 2-Oct-2014)

Ref Expression
Assertion jm2.25 A 2 M N I A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simprl I A 2 M N A 2
2 simprrr I A 2 M N N
3 frmx X rm : 2 × 0
4 3 fovcl A 2 N A X rm N 0
5 4 nn0zd A 2 N A X rm N
6 1 2 5 syl2anc I A 2 M N A X rm N
7 simprrl I A 2 M N M
8 frmy Y rm : 2 ×
9 8 fovcl A 2 M A Y rm M
10 1 7 9 syl2anc I A 2 M N A Y rm M
11 congid A X rm N A Y rm M A X rm N A Y rm M A Y rm M
12 6 10 11 syl2anc I A 2 M N A X rm N A Y rm M A Y rm M
13 2cnd N 2
14 zcn N N
15 13 14 mulcld N 2 N
16 15 mul02d N 0 2 N = 0
17 16 adantl M N 0 2 N = 0
18 17 oveq2d M N M + 0 2 N = M + 0
19 zcn M M
20 19 addid1d M M + 0 = M
21 20 adantr M N M + 0 = M
22 18 21 eqtrd M N M + 0 2 N = M
23 22 ad2antll I A 2 M N M + 0 2 N = M
24 23 oveq2d I A 2 M N A Y rm M + 0 2 N = A Y rm M
25 24 oveq1d I A 2 M N A Y rm M + 0 2 N A Y rm M = A Y rm M A Y rm M
26 12 25 breqtrrd I A 2 M N A X rm N A Y rm M + 0 2 N A Y rm M
27 26 orcd I A 2 M N A X rm N A Y rm M + 0 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + 0 2 N A Y rm M
28 27 ex I A 2 M N A X rm N A Y rm M + 0 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + 0 2 N A Y rm M
29 simprl b A 2 M N A 2
30 simprrr b A 2 M N N
31 29 30 5 syl2anc b A 2 M N A X rm N
32 simprrl b A 2 M N M
33 29 32 9 syl2anc b A 2 M N A Y rm M
34 simpl b A 2 M N b
35 34 peano2zd b A 2 M N b + 1
36 eluzel2 A 2 2
37 36 ad2antrl b A 2 M N 2
38 37 30 zmulcld b A 2 M N 2 N
39 35 38 zmulcld b A 2 M N b + 1 2 N
40 32 39 zaddcld b A 2 M N M + b + 1 2 N
41 8 fovcl A 2 M + b + 1 2 N A Y rm M + b + 1 2 N
42 29 40 41 syl2anc b A 2 M N A Y rm M + b + 1 2 N
43 34 38 zmulcld b A 2 M N b 2 N
44 32 43 zaddcld b A 2 M N M + b 2 N
45 8 fovcl A 2 M + b 2 N A Y rm M + b 2 N
46 29 44 45 syl2anc b A 2 M N A Y rm M + b 2 N
47 3 fovcl A 2 2 N A X rm 2 N 0
48 47 nn0zd A 2 2 N A X rm 2 N
49 29 38 48 syl2anc b A 2 M N A X rm 2 N
50 46 49 zmulcld b A 2 M N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N
51 46 znegcld b A 2 M N A Y rm M + b 2 N
52 50 51 zsubcld b A 2 M N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N A Y rm M + b 2 N
53 3 fovcl A 2 M + b 2 N A X rm M + b 2 N 0
54 53 nn0zd A 2 M + b 2 N A X rm M + b 2 N
55 29 44 54 syl2anc b A 2 M N A X rm M + b 2 N
56 8 fovcl A 2 2 N A Y rm 2 N
57 29 38 56 syl2anc b A 2 M N A Y rm 2 N
58 55 57 zmulcld b A 2 M N A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N
59 37 31 zmulcld b A 2 M N 2 A X rm N
60 dvdsmul2 2 A X rm N A X rm N A X rm N 2 A X rm N A X rm N
61 59 31 60 syl2anc b A 2 M N A X rm N 2 A X rm N A X rm N
62 rmxdbl A 2 N A X rm 2 N = 2 A X rm N 2 1
63 29 30 62 syl2anc b A 2 M N A X rm 2 N = 2 A X rm N 2 1
64 63 oveq1d b A 2 M N A X rm 2 N + 1 = 2 A X rm N 2 - 1 + 1
65 2cnd b A 2 M N 2
66 29 30 4 syl2anc b A 2 M N A X rm N 0
67 66 nn0cnd b A 2 M N A X rm N
68 67 sqcld b A 2 M N A X rm N 2
69 65 68 mulcld b A 2 M N 2 A X rm N 2
70 1cnd b A 2 M N 1
71 69 70 npcand b A 2 M N 2 A X rm N 2 - 1 + 1 = 2 A X rm N 2
72 67 sqvald b A 2 M N A X rm N 2 = A X rm N A X rm N
73 72 oveq2d b A 2 M N 2 A X rm N 2 = 2 A X rm N A X rm N
74 mulass 2 A X rm N A X rm N 2 A X rm N A X rm N = 2 A X rm N A X rm N
75 74 eqcomd 2 A X rm N A X rm N 2 A X rm N A X rm N = 2 A X rm N A X rm N
76 65 67 67 75 syl3anc b A 2 M N 2 A X rm N A X rm N = 2 A X rm N A X rm N
77 73 76 eqtrd b A 2 M N 2 A X rm N 2 = 2 A X rm N A X rm N
78 64 71 77 3eqtrd b A 2 M N A X rm 2 N + 1 = 2 A X rm N A X rm N
79 61 78 breqtrrd b A 2 M N A X rm N A X rm 2 N + 1
80 49 peano2zd b A 2 M N A X rm 2 N + 1
81 dvdsmultr2 A X rm N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + 1 A X rm N A X rm 2 N + 1 A X rm N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + 1
82 31 46 80 81 syl3anc b A 2 M N A X rm N A X rm 2 N + 1 A X rm N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + 1
83 79 82 mpd b A 2 M N A X rm N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + 1
84 46 zcnd b A 2 M N A Y rm M + b 2 N
85 84 mulid1d b A 2 M N A Y rm M + b 2 N 1 = A Y rm M + b 2 N
86 85 oveq2d b A 2 M N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + A Y rm M + b 2 N 1 = A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + A Y rm M + b 2 N
87 49 zcnd b A 2 M N A X rm 2 N
88 84 87 70 adddid b A 2 M N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + 1 = A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + A Y rm M + b 2 N 1
89 50 zcnd b A 2 M N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N
90 89 84 subnegd b A 2 M N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N A Y rm M + b 2 N = A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + A Y rm M + b 2 N
91 86 88 90 3eqtr4d b A 2 M N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + 1 = A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N A Y rm M + b 2 N
92 83 91 breqtrd b A 2 M N A X rm N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N A Y rm M + b 2 N
93 8 fovcl A 2 N A Y rm N
94 29 30 93 syl2anc b A 2 M N A Y rm N
95 37 94 zmulcld b A 2 M N 2 A Y rm N
96 dvdsmul2 2 A Y rm N A X rm N A X rm N 2 A Y rm N A X rm N
97 95 31 96 syl2anc b A 2 M N A X rm N 2 A Y rm N A X rm N
98 rmydbl A 2 N A Y rm 2 N = 2 A X rm N A Y rm N
99 29 30 98 syl2anc b A 2 M N A Y rm 2 N = 2 A X rm N A Y rm N
100 94 zcnd b A 2 M N A Y rm N
101 65 67 100 mul32d b A 2 M N 2 A X rm N A Y rm N = 2 A Y rm N A X rm N
102 99 101 eqtrd b A 2 M N A Y rm 2 N = 2 A Y rm N A X rm N
103 97 102 breqtrrd b A 2 M N A X rm N A Y rm 2 N
104 dvdsmultr2 A X rm N A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N A X rm N A Y rm 2 N A X rm N A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N
105 31 55 57 104 syl3anc b A 2 M N A X rm N A Y rm 2 N A X rm N A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N
106 103 105 mpd b A 2 M N A X rm N A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N
107 dvds2add A X rm N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N A Y rm M + b 2 N A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N A X rm N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N A Y rm M + b 2 N A X rm N A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N A X rm N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N - A Y rm M + b 2 N + A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N
108 107 imp A X rm N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N A Y rm M + b 2 N A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N A X rm N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N A Y rm M + b 2 N A X rm N A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N A X rm N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N - A Y rm M + b 2 N + A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N
109 31 52 58 92 106 108 syl32anc b A 2 M N A X rm N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N - A Y rm M + b 2 N + A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N
110 34 zcnd b A 2 M N b
111 38 zcnd b A 2 M N 2 N
112 110 70 111 adddird b A 2 M N b + 1 2 N = b 2 N + 1 2 N
113 112 oveq2d b A 2 M N M + b + 1 2 N = M + b 2 N + 1 2 N
114 32 zcnd b A 2 M N M
115 43 zcnd b A 2 M N b 2 N
116 1zzd b A 2 M N 1
117 116 38 zmulcld b A 2 M N 1 2 N
118 117 zcnd b A 2 M N 1 2 N
119 114 115 118 addassd b A 2 M N M + b 2 N + 1 2 N = M + b 2 N + 1 2 N
120 111 mulid2d b A 2 M N 1 2 N = 2 N
121 120 oveq2d b A 2 M N M + b 2 N + 1 2 N = M + b 2 N + 2 N
122 113 119 121 3eqtr2d b A 2 M N M + b + 1 2 N = M + b 2 N + 2 N
123 122 oveq2d b A 2 M N A Y rm M + b + 1 2 N = A Y rm M + b 2 N + 2 N
124 rmyadd A 2 M + b 2 N 2 N A Y rm M + b 2 N + 2 N = A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N
125 29 44 38 124 syl3anc b A 2 M N A Y rm M + b 2 N + 2 N = A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N
126 123 125 eqtrd b A 2 M N A Y rm M + b + 1 2 N = A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N
127 126 oveq1d b A 2 M N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M + b 2 N = A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N - A Y rm M + b 2 N
128 58 zcnd b A 2 M N A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N
129 51 zcnd b A 2 M N A Y rm M + b 2 N
130 89 128 129 addsubd b A 2 M N A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N + A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N - A Y rm M + b 2 N = A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N - A Y rm M + b 2 N + A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N
131 127 130 eqtrd b A 2 M N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M + b 2 N = A Y rm M + b 2 N A X rm 2 N - A Y rm M + b 2 N + A X rm M + b 2 N A Y rm 2 N
132 109 131 breqtrrd b A 2 M N A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M + b 2 N
133 132 olcd b A 2 M N A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M + b 2 N A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M + b 2 N
134 jm2.25lem1 A X rm N A Y rm M A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M + b 2 N A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M + b 2 N A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M + b 2 N A X rm N A Y rm M + b 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M
135 31 33 42 46 133 134 syl221anc b A 2 M N A X rm N A Y rm M + b 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M
136 135 pm5.74da b A 2 M N A X rm N A Y rm M + b 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b 2 N A Y rm M A 2 M N A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M
137 oveq1 a = b a 2 N = b 2 N
138 137 oveq2d a = b M + a 2 N = M + b 2 N
139 138 oveq2d a = b A Y rm M + a 2 N = A Y rm M + b 2 N
140 139 oveq1d a = b A Y rm M + a 2 N A Y rm M = A Y rm M + b 2 N A Y rm M
141 140 breq2d a = b A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b 2 N A Y rm M
142 139 oveq1d a = b A Y rm M + a 2 N A Y rm M = A Y rm M + b 2 N A Y rm M
143 142 breq2d a = b A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b 2 N A Y rm M
144 141 143 orbi12d a = b A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b 2 N A Y rm M
145 144 imbi2d a = b A 2 M N A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A 2 M N A X rm N A Y rm M + b 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b 2 N A Y rm M
146 oveq1 a = b + 1 a 2 N = b + 1 2 N
147 146 oveq2d a = b + 1 M + a 2 N = M + b + 1 2 N
148 147 oveq2d a = b + 1 A Y rm M + a 2 N = A Y rm M + b + 1 2 N
149 148 oveq1d a = b + 1 A Y rm M + a 2 N A Y rm M = A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M
150 149 breq2d a = b + 1 A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M
151 148 oveq1d a = b + 1 A Y rm M + a 2 N A Y rm M = A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M
152 151 breq2d a = b + 1 A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M
153 150 152 orbi12d a = b + 1 A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M
154 153 imbi2d a = b + 1 A 2 M N A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A 2 M N A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + b + 1 2 N A Y rm M
155 oveq1 a = 0 a 2 N = 0 2 N
156 155 oveq2d a = 0 M + a 2 N = M + 0 2 N
157 156 oveq2d a = 0 A Y rm M + a 2 N = A Y rm M + 0 2 N
158 157 oveq1d a = 0 A Y rm M + a 2 N A Y rm M = A Y rm M + 0 2 N A Y rm M
159 158 breq2d a = 0 A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + 0 2 N A Y rm M
160 157 oveq1d a = 0 A Y rm M + a 2 N A Y rm M = A Y rm M + 0 2 N A Y rm M
161 160 breq2d a = 0 A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + 0 2 N A Y rm M
162 159 161 orbi12d a = 0 A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + 0 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + 0 2 N A Y rm M
163 162 imbi2d a = 0 A 2 M N A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A 2 M N A X rm N A Y rm M + 0 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + 0 2 N A Y rm M
164 oveq1 a = I a 2 N = I 2 N
165 164 oveq2d a = I M + a 2 N = M + I 2 N
166 165 oveq2d a = I A Y rm M + a 2 N = A Y rm M + I 2 N
167 166 oveq1d a = I A Y rm M + a 2 N A Y rm M = A Y rm M + I 2 N A Y rm M
168 167 breq2d a = I A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M
169 166 oveq1d a = I A Y rm M + a 2 N A Y rm M = A Y rm M + I 2 N A Y rm M
170 169 breq2d a = I A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M
171 168 170 orbi12d a = I A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M
172 171 imbi2d a = I A 2 M N A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + a 2 N A Y rm M A 2 M N A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M
173 136 145 154 163 172 zindbi I A 2 M N A X rm N A Y rm M + 0 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + 0 2 N A Y rm M A 2 M N A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M
174 28 173 mpbid I A 2 M N A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M
175 174 impcom A 2 M N I A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M
176 175 3impa A 2 M N I A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M A X rm N A Y rm M + I 2 N A Y rm M