Description: Eight to the eighth power modulo nine is one. (Contributed by AV, 3-Jun-2023)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | 2exp340mod341 | ⊢ ( ( 2 ↑ ; ; 3 4 0 ) mod ; ; 3 4 1 ) = 1 | 
| Step | Hyp | Ref | Expression | 
|---|---|---|---|
| 1 | 3nn0 | ⊢ 3 ∈ ℕ0 | |
| 2 | 4nn0 | ⊢ 4 ∈ ℕ0 | |
| 3 | 1 2 | deccl | ⊢ ; 3 4 ∈ ℕ0 | 
| 4 | 1nn | ⊢ 1 ∈ ℕ | |
| 5 | 3 4 | decnncl | ⊢ ; ; 3 4 1 ∈ ℕ | 
| 6 | 2nn | ⊢ 2 ∈ ℕ | |
| 7 | 1nn0 | ⊢ 1 ∈ ℕ0 | |
| 8 | 7nn0 | ⊢ 7 ∈ ℕ0 | |
| 9 | 7 8 | deccl | ⊢ ; 1 7 ∈ ℕ0 | 
| 10 | 0nn0 | ⊢ 0 ∈ ℕ0 | |
| 11 | 9 10 | deccl | ⊢ ; ; 1 7 0 ∈ ℕ0 | 
| 12 | 0z | ⊢ 0 ∈ ℤ | |
| 13 | 8nn0 | ⊢ 8 ∈ ℕ0 | |
| 14 | 5nn0 | ⊢ 5 ∈ ℕ0 | |
| 15 | 13 14 | deccl | ⊢ ; 8 5 ∈ ℕ0 | 
| 16 | 3z | ⊢ 3 ∈ ℤ | |
| 17 | 2nn0 | ⊢ 2 ∈ ℕ0 | |
| 18 | 1 17 | deccl | ⊢ ; 3 2 ∈ ℕ0 | 
| 19 | 13 2 | deccl | ⊢ ; 8 4 ∈ ℕ0 | 
| 20 | 6nn0 | ⊢ 6 ∈ ℕ0 | |
| 21 | 7 20 | deccl | ⊢ ; 1 6 ∈ ℕ0 | 
| 22 | 2 17 | deccl | ⊢ ; 4 2 ∈ ℕ0 | 
| 23 | 17 7 | deccl | ⊢ ; 2 1 ∈ ℕ0 | 
| 24 | 17 10 | deccl | ⊢ ; 2 0 ∈ ℕ0 | 
| 25 | 7 10 | deccl | ⊢ ; 1 0 ∈ ℕ0 | 
| 26 | 2exp5 | ⊢ ( 2 ↑ 5 ) = ; 3 2 | |
| 27 | 26 | oveq1i | ⊢ ( ( 2 ↑ 5 ) mod ; ; 3 4 1 ) = ( ; 3 2 mod ; ; 3 4 1 ) | 
| 28 | 5cn | ⊢ 5 ∈ ℂ | |
| 29 | 2cn | ⊢ 2 ∈ ℂ | |
| 30 | 5t2e10 | ⊢ ( 5 · 2 ) = ; 1 0 | |
| 31 | 28 29 30 | mulcomli | ⊢ ( 2 · 5 ) = ; 1 0 | 
| 32 | 25 17 | deccl | ⊢ ; ; 1 0 2 ∈ ℕ0 | 
| 33 | 3p1e4 | ⊢ ( 3 + 1 ) = 4 | |
| 34 | eqid | ⊢ ; ; ; 1 0 2 3 = ; ; ; 1 0 2 3 | |
| 35 | 32 1 33 34 | decsuc | ⊢ ( ; ; ; 1 0 2 3 + 1 ) = ; ; ; 1 0 2 4 | 
| 36 | 1 3 7 | decmulnc | ⊢ ( 3 · ; ; 3 4 1 ) = ; ( 3 · ; 3 4 ) ( 3 · 1 ) | 
| 37 | eqid | ⊢ ; 3 4 = ; 3 4 | |
| 38 | 3t3e9 | ⊢ ( 3 · 3 ) = 9 | |
| 39 | 38 | oveq1i | ⊢ ( ( 3 · 3 ) + 1 ) = ( 9 + 1 ) | 
| 40 | 9p1e10 | ⊢ ( 9 + 1 ) = ; 1 0 | |
| 41 | 39 40 | eqtri | ⊢ ( ( 3 · 3 ) + 1 ) = ; 1 0 | 
| 42 | 4cn | ⊢ 4 ∈ ℂ | |
| 43 | 3cn | ⊢ 3 ∈ ℂ | |
| 44 | 4t3e12 | ⊢ ( 4 · 3 ) = ; 1 2 | |
| 45 | 42 43 44 | mulcomli | ⊢ ( 3 · 4 ) = ; 1 2 | 
| 46 | 1 1 2 37 17 7 41 45 | decmul2c | ⊢ ( 3 · ; 3 4 ) = ; ; 1 0 2 | 
| 47 | 43 | mulridi | ⊢ ( 3 · 1 ) = 3 | 
| 48 | 46 47 | deceq12i | ⊢ ; ( 3 · ; 3 4 ) ( 3 · 1 ) = ; ; ; 1 0 2 3 | 
| 49 | 36 48 | eqtri | ⊢ ( 3 · ; ; 3 4 1 ) = ; ; ; 1 0 2 3 | 
| 50 | 49 | oveq1i | ⊢ ( ( 3 · ; ; 3 4 1 ) + 1 ) = ( ; ; ; 1 0 2 3 + 1 ) | 
| 51 | eqid | ⊢ ; 3 2 = ; 3 2 | |
| 52 | 1 1 17 | decmulnc | ⊢ ( 3 · ; 3 2 ) = ; ( 3 · 3 ) ( 3 · 2 ) | 
| 53 | 52 | oveq1i | ⊢ ( ( 3 · ; 3 2 ) + 6 ) = ( ; ( 3 · 3 ) ( 3 · 2 ) + 6 ) | 
| 54 | 9nn0 | ⊢ 9 ∈ ℕ0 | |
| 55 | 3t2e6 | ⊢ ( 3 · 2 ) = 6 | |
| 56 | 38 55 | deceq12i | ⊢ ; ( 3 · 3 ) ( 3 · 2 ) = ; 9 6 | 
| 57 | 6p6e12 | ⊢ ( 6 + 6 ) = ; 1 2 | |
| 58 | 54 20 20 56 40 17 57 | decaddci | ⊢ ( ; ( 3 · 3 ) ( 3 · 2 ) + 6 ) = ; ; 1 0 2 | 
| 59 | 53 58 | eqtri | ⊢ ( ( 3 · ; 3 2 ) + 6 ) = ; ; 1 0 2 | 
| 60 | 17 1 17 | decmulnc | ⊢ ( 2 · ; 3 2 ) = ; ( 2 · 3 ) ( 2 · 2 ) | 
| 61 | 43 29 55 | mulcomli | ⊢ ( 2 · 3 ) = 6 | 
| 62 | 2t2e4 | ⊢ ( 2 · 2 ) = 4 | |
| 63 | 61 62 | deceq12i | ⊢ ; ( 2 · 3 ) ( 2 · 2 ) = ; 6 4 | 
| 64 | 60 63 | eqtri | ⊢ ( 2 · ; 3 2 ) = ; 6 4 | 
| 65 | 18 1 17 51 2 20 59 64 | decmul1c | ⊢ ( ; 3 2 · ; 3 2 ) = ; ; ; 1 0 2 4 | 
| 66 | 35 50 65 | 3eqtr4i | ⊢ ( ( 3 · ; ; 3 4 1 ) + 1 ) = ( ; 3 2 · ; 3 2 ) | 
| 67 | 5 6 14 16 18 7 27 31 66 | mod2xi | ⊢ ( ( 2 ↑ ; 1 0 ) mod ; ; 3 4 1 ) = ( 1 mod ; ; 3 4 1 ) | 
| 68 | 17 7 10 | decmulnc | ⊢ ( 2 · ; 1 0 ) = ; ( 2 · 1 ) ( 2 · 0 ) | 
| 69 | 29 | mulridi | ⊢ ( 2 · 1 ) = 2 | 
| 70 | 2t0e0 | ⊢ ( 2 · 0 ) = 0 | |
| 71 | 69 70 | deceq12i | ⊢ ; ( 2 · 1 ) ( 2 · 0 ) = ; 2 0 | 
| 72 | 68 71 | eqtri | ⊢ ( 2 · ; 1 0 ) = ; 2 0 | 
| 73 | 0p1e1 | ⊢ ( 0 + 1 ) = 1 | |
| 74 | 5 | nncni | ⊢ ; ; 3 4 1 ∈ ℂ | 
| 75 | 74 | mul02i | ⊢ ( 0 · ; ; 3 4 1 ) = 0 | 
| 76 | 75 | oveq1i | ⊢ ( ( 0 · ; ; 3 4 1 ) + 1 ) = ( 0 + 1 ) | 
| 77 | 1t1e1 | ⊢ ( 1 · 1 ) = 1 | |
| 78 | 73 76 77 | 3eqtr4i | ⊢ ( ( 0 · ; ; 3 4 1 ) + 1 ) = ( 1 · 1 ) | 
| 79 | 5 6 25 12 7 7 67 72 78 | mod2xi | ⊢ ( ( 2 ↑ ; 2 0 ) mod ; ; 3 4 1 ) = ( 1 mod ; ; 3 4 1 ) | 
| 80 | eqid | ⊢ ; 2 0 = ; 2 0 | |
| 81 | 17 10 73 80 | decsuc | ⊢ ( ; 2 0 + 1 ) = ; 2 1 | 
| 82 | 29 | addlidi | ⊢ ( 0 + 2 ) = 2 | 
| 83 | 75 | oveq1i | ⊢ ( ( 0 · ; ; 3 4 1 ) + 2 ) = ( 0 + 2 ) | 
| 84 | 29 | mullidi | ⊢ ( 1 · 2 ) = 2 | 
| 85 | 82 83 84 | 3eqtr4i | ⊢ ( ( 0 · ; ; 3 4 1 ) + 2 ) = ( 1 · 2 ) | 
| 86 | 5 6 24 12 7 17 79 81 85 | modxp1i | ⊢ ( ( 2 ↑ ; 2 1 ) mod ; ; 3 4 1 ) = ( 2 mod ; ; 3 4 1 ) | 
| 87 | 17 17 7 | decmulnc | ⊢ ( 2 · ; 2 1 ) = ; ( 2 · 2 ) ( 2 · 1 ) | 
| 88 | 62 69 | deceq12i | ⊢ ; ( 2 · 2 ) ( 2 · 1 ) = ; 4 2 | 
| 89 | 87 88 | eqtri | ⊢ ( 2 · ; 2 1 ) = ; 4 2 | 
| 90 | 42 | addlidi | ⊢ ( 0 + 4 ) = 4 | 
| 91 | 75 | oveq1i | ⊢ ( ( 0 · ; ; 3 4 1 ) + 4 ) = ( 0 + 4 ) | 
| 92 | 90 91 62 | 3eqtr4i | ⊢ ( ( 0 · ; ; 3 4 1 ) + 4 ) = ( 2 · 2 ) | 
| 93 | 5 6 23 12 17 2 86 89 92 | mod2xi | ⊢ ( ( 2 ↑ ; 4 2 ) mod ; ; 3 4 1 ) = ( 4 mod ; ; 3 4 1 ) | 
| 94 | 17 2 17 | decmulnc | ⊢ ( 2 · ; 4 2 ) = ; ( 2 · 4 ) ( 2 · 2 ) | 
| 95 | 4t2e8 | ⊢ ( 4 · 2 ) = 8 | |
| 96 | 42 29 95 | mulcomli | ⊢ ( 2 · 4 ) = 8 | 
| 97 | 96 62 | deceq12i | ⊢ ; ( 2 · 4 ) ( 2 · 2 ) = ; 8 4 | 
| 98 | 94 97 | eqtri | ⊢ ( 2 · ; 4 2 ) = ; 8 4 | 
| 99 | 21 | nn0cni | ⊢ ; 1 6 ∈ ℂ | 
| 100 | 99 | addlidi | ⊢ ( 0 + ; 1 6 ) = ; 1 6 | 
| 101 | 75 | oveq1i | ⊢ ( ( 0 · ; ; 3 4 1 ) + ; 1 6 ) = ( 0 + ; 1 6 ) | 
| 102 | 4t4e16 | ⊢ ( 4 · 4 ) = ; 1 6 | |
| 103 | 100 101 102 | 3eqtr4i | ⊢ ( ( 0 · ; ; 3 4 1 ) + ; 1 6 ) = ( 4 · 4 ) | 
| 104 | 5 6 22 12 2 21 93 98 103 | mod2xi | ⊢ ( ( 2 ↑ ; 8 4 ) mod ; ; 3 4 1 ) = ( ; 1 6 mod ; ; 3 4 1 ) | 
| 105 | 4p1e5 | ⊢ ( 4 + 1 ) = 5 | |
| 106 | eqid | ⊢ ; 8 4 = ; 8 4 | |
| 107 | 13 2 105 106 | decsuc | ⊢ ( ; 8 4 + 1 ) = ; 8 5 | 
| 108 | 18 | nn0cni | ⊢ ; 3 2 ∈ ℂ | 
| 109 | 108 | addlidi | ⊢ ( 0 + ; 3 2 ) = ; 3 2 | 
| 110 | 75 | oveq1i | ⊢ ( ( 0 · ; ; 3 4 1 ) + ; 3 2 ) = ( 0 + ; 3 2 ) | 
| 111 | eqid | ⊢ ; 1 6 = ; 1 6 | |
| 112 | 84 | oveq1i | ⊢ ( ( 1 · 2 ) + 1 ) = ( 2 + 1 ) | 
| 113 | 2p1e3 | ⊢ ( 2 + 1 ) = 3 | |
| 114 | 112 113 | eqtri | ⊢ ( ( 1 · 2 ) + 1 ) = 3 | 
| 115 | 6t2e12 | ⊢ ( 6 · 2 ) = ; 1 2 | |
| 116 | 17 7 20 111 17 7 114 115 | decmul1c | ⊢ ( ; 1 6 · 2 ) = ; 3 2 | 
| 117 | 109 110 116 | 3eqtr4i | ⊢ ( ( 0 · ; ; 3 4 1 ) + ; 3 2 ) = ( ; 1 6 · 2 ) | 
| 118 | 5 6 19 12 21 18 104 107 117 | modxp1i | ⊢ ( ( 2 ↑ ; 8 5 ) mod ; ; 3 4 1 ) = ( ; 3 2 mod ; ; 3 4 1 ) | 
| 119 | eqid | ⊢ ; 8 5 = ; 8 5 | |
| 120 | 6p1e7 | ⊢ ( 6 + 1 ) = 7 | |
| 121 | 8cn | ⊢ 8 ∈ ℂ | |
| 122 | 8t2e16 | ⊢ ( 8 · 2 ) = ; 1 6 | |
| 123 | 121 29 122 | mulcomli | ⊢ ( 2 · 8 ) = ; 1 6 | 
| 124 | 7 20 120 123 | decsuc | ⊢ ( ( 2 · 8 ) + 1 ) = ; 1 7 | 
| 125 | 17 13 14 119 10 7 124 31 | decmul2c | ⊢ ( 2 · ; 8 5 ) = ; ; 1 7 0 | 
| 126 | 5 6 15 16 18 7 118 125 66 | mod2xi | ⊢ ( ( 2 ↑ ; ; 1 7 0 ) mod ; ; 3 4 1 ) = ( 1 mod ; ; 3 4 1 ) | 
| 127 | 17 9 10 | decmulnc | ⊢ ( 2 · ; ; 1 7 0 ) = ; ( 2 · ; 1 7 ) ( 2 · 0 ) | 
| 128 | eqid | ⊢ ; 1 7 = ; 1 7 | |
| 129 | 69 | oveq1i | ⊢ ( ( 2 · 1 ) + 1 ) = ( 2 + 1 ) | 
| 130 | 129 113 | eqtri | ⊢ ( ( 2 · 1 ) + 1 ) = 3 | 
| 131 | 7cn | ⊢ 7 ∈ ℂ | |
| 132 | 7t2e14 | ⊢ ( 7 · 2 ) = ; 1 4 | |
| 133 | 131 29 132 | mulcomli | ⊢ ( 2 · 7 ) = ; 1 4 | 
| 134 | 17 7 8 128 2 7 130 133 | decmul2c | ⊢ ( 2 · ; 1 7 ) = ; 3 4 | 
| 135 | 134 70 | deceq12i | ⊢ ; ( 2 · ; 1 7 ) ( 2 · 0 ) = ; ; 3 4 0 | 
| 136 | 127 135 | eqtri | ⊢ ( 2 · ; ; 1 7 0 ) = ; ; 3 4 0 | 
| 137 | 5 6 11 12 7 7 126 136 78 | mod2xi | ⊢ ( ( 2 ↑ ; ; 3 4 0 ) mod ; ; 3 4 1 ) = ( 1 mod ; ; 3 4 1 ) | 
| 138 | 1re | ⊢ 1 ∈ ℝ | |
| 139 | nnrp | ⊢ ( ; ; 3 4 1 ∈ ℕ → ; ; 3 4 1 ∈ ℝ+ ) | |
| 140 | 5 139 | ax-mp | ⊢ ; ; 3 4 1 ∈ ℝ+ | 
| 141 | 0le1 | ⊢ 0 ≤ 1 | |
| 142 | 4nn | ⊢ 4 ∈ ℕ | |
| 143 | 1 142 | decnncl | ⊢ ; 3 4 ∈ ℕ | 
| 144 | 9re | ⊢ 9 ∈ ℝ | |
| 145 | 1lt9 | ⊢ 1 < 9 | |
| 146 | 138 144 145 | ltleii | ⊢ 1 ≤ 9 | 
| 147 | 143 7 7 146 | decltdi | ⊢ 1 < ; ; 3 4 1 | 
| 148 | modid | ⊢ ( ( ( 1 ∈ ℝ ∧ ; ; 3 4 1 ∈ ℝ+ ) ∧ ( 0 ≤ 1 ∧ 1 < ; ; 3 4 1 ) ) → ( 1 mod ; ; 3 4 1 ) = 1 ) | |
| 149 | 138 140 141 147 148 | mp4an | ⊢ ( 1 mod ; ; 3 4 1 ) = 1 | 
| 150 | 137 149 | eqtri | ⊢ ( ( 2 ↑ ; ; 3 4 0 ) mod ; ; 3 4 1 ) = 1 |