Metamath Proof Explorer


Theorem addmodid

Description: The sum of a positive integer and a nonnegative integer less than the positive integer is equal to the nonnegative integer modulo the positive integer. (Contributed by Alexander van der Vekens, 30-Oct-2018) (Proof shortened by AV, 5-Jul-2020)

Ref Expression
Assertion addmodid ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ ( ( ๐‘€ + ๐ด ) mod ๐‘€ ) = ๐ด )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nncn โŠข ( ๐‘€ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„‚ )
2 1 mullidd โŠข ( ๐‘€ โˆˆ โ„• โ†’ ( 1 ยท ๐‘€ ) = ๐‘€ )
3 2 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ ( 1 ยท ๐‘€ ) = ๐‘€ )
4 3 eqcomd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ ๐‘€ = ( 1 ยท ๐‘€ ) )
5 4 oveq1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘€ + ๐ด ) = ( ( 1 ยท ๐‘€ ) + ๐ด ) )
6 5 oveq1d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ ( ( ๐‘€ + ๐ด ) mod ๐‘€ ) = ( ( ( 1 ยท ๐‘€ ) + ๐ด ) mod ๐‘€ ) )
7 1zzd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ 1 โˆˆ โ„ค )
8 nnrp โŠข ( ๐‘€ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„+ )
9 8 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„+ )
10 nn0re โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
11 10 rexrd โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐ด โˆˆ โ„* )
12 11 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„* )
13 nn0ge0 โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โ†’ 0 โ‰ค ๐ด )
14 13 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ 0 โ‰ค ๐ด )
15 simp3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ ๐ด < ๐‘€ )
16 0xr โŠข 0 โˆˆ โ„*
17 nnre โŠข ( ๐‘€ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ )
18 17 rexrd โŠข ( ๐‘€ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„* )
19 18 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„* )
20 elico1 โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„* โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„* ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) โ†” ( ๐ด โˆˆ โ„* โˆง 0 โ‰ค ๐ด โˆง ๐ด < ๐‘€ ) ) )
21 16 19 20 sylancr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) โ†” ( ๐ด โˆˆ โ„* โˆง 0 โ‰ค ๐ด โˆง ๐ด < ๐‘€ ) ) )
22 12 14 15 21 mpbir3and โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ ๐ด โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) )
23 muladdmodid โŠข ( ( 1 โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ โˆง ๐ด โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ( 1 ยท ๐‘€ ) + ๐ด ) mod ๐‘€ ) = ๐ด )
24 7 9 22 23 syl3anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ ( ( ( 1 ยท ๐‘€ ) + ๐ด ) mod ๐‘€ ) = ๐ด )
25 6 24 eqtrd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„•0 โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด < ๐‘€ ) โ†’ ( ( ๐‘€ + ๐ด ) mod ๐‘€ ) = ๐ด )