Metamath Proof Explorer


Theorem digit1

Description: Two ways to express the K th digit in the decimal expansion of a number A (when base B = 1 0 ). K = 1 corresponds to the first digit after the decimal point. (Contributed by NM, 3-Jan-2009)

Ref Expression
Assertion digit1 ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) = ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) โˆ’ ( ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 digit2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) = ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) โˆ’ ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) ) )
2 1 3coml โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) = ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) โˆ’ ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) ) )
3 2 3expa โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) = ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) โˆ’ ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) ) )
4 3 oveq1d โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) = ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) โˆ’ ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) )
5 nnre โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
6 nnnn0 โŠข ( ๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ๐พ โˆˆ โ„•0 )
7 reexpcl โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„ โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) โˆˆ โ„ )
8 5 6 7 syl2an โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) โˆˆ โ„ )
9 remulcl โŠข ( ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) โˆˆ โ„ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) โˆˆ โ„ )
10 8 9 sylan โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) โˆˆ โ„ )
11 reflcl โŠข ( ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) โˆˆ โ„ โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) โˆˆ โ„ )
12 10 11 syl โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) โˆˆ โ„ )
13 nnrp โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ๐ต โˆˆ โ„+ )
14 13 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„+ )
15 12 14 modcld โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) โˆˆ โ„ )
16 nnexpcl โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) โˆˆ โ„• )
17 6 16 sylan2 โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) โˆˆ โ„• )
18 17 nnrpd โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) โˆˆ โ„+ )
19 18 adantr โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) โˆˆ โ„+ )
20 modge0 โŠข ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) )
21 12 14 20 syl2anc โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) )
22 5 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
23 8 adantr โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) โˆˆ โ„ )
24 modlt โŠข ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) < ๐ต )
25 12 14 24 syl2anc โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) < ๐ต )
26 nncn โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
27 exp1 โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โ†’ ( ๐ต โ†‘ 1 ) = ๐ต )
28 26 27 syl โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐ต โ†‘ 1 ) = ๐ต )
29 28 adantr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ 1 ) = ๐ต )
30 5 adantr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
31 nnge1 โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„• โ†’ 1 โ‰ค ๐ต )
32 31 adantr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ 1 โ‰ค ๐ต )
33 simpr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐พ โˆˆ โ„• )
34 nnuz โŠข โ„• = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 )
35 33 34 eleqtrdi โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐พ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) )
36 leexp2a โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„ โˆง 1 โ‰ค ๐ต โˆง ๐พ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ 1 ) โ‰ค ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) )
37 30 32 35 36 syl3anc โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ 1 ) โ‰ค ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) )
38 29 37 eqbrtrrd โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐ต โ‰ค ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) )
39 38 adantr โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐ต โ‰ค ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) )
40 15 22 23 25 39 ltletrd โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) < ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) )
41 modid โŠข ( ( ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) โˆˆ โ„ โˆง ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) โˆˆ โ„+ ) โˆง ( 0 โ‰ค ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) โˆง ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) < ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) ) โ†’ ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) = ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) )
42 15 19 21 40 41 syl22anc โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) = ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) )
43 simpll โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„• )
44 nnm1nn0 โŠข ( ๐พ โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐พ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„•0 )
45 reexpcl โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„ โˆง ( ๐พ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„ )
46 5 44 45 syl2an โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„ )
47 remulcl โŠข ( ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„ โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) โˆˆ โ„ )
48 46 47 sylan โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) โˆˆ โ„ )
49 nnexpcl โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ๐พ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„• )
50 44 49 sylan2 โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„• )
51 50 adantr โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„• )
52 modmulnn โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) โˆˆ โ„ โˆง ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต ยท ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) ) โ‰ค ( ( โŒŠ โ€˜ ( ๐ต ยท ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต ยท ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) ) )
53 43 48 51 52 syl3anc โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต ยท ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) ) โ‰ค ( ( โŒŠ โ€˜ ( ๐ต ยท ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต ยท ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) ) )
54 expm1t โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) = ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ต ) )
55 expcl โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง ( ๐พ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„‚ )
56 44 55 sylan2 โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„‚ )
57 simpl โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
58 56 57 mulcomd โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ต ) = ( ๐ต ยท ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) )
59 54 58 eqtrd โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„‚ โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) = ( ๐ต ยท ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) )
60 26 59 sylan โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) = ( ๐ต ยท ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) )
61 60 adantr โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) = ( ๐ต ยท ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) )
62 61 oveq2d โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) = ( ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต ยท ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) ) )
63 61 oveq1d โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) = ( ( ๐ต ยท ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) ยท ๐ด ) )
64 26 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
65 26 44 55 syl2an โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„‚ )
66 65 adantr โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โˆˆ โ„‚ )
67 recn โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
68 67 adantl โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
69 64 66 68 mulassd โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ต ยท ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) ยท ๐ด ) = ( ๐ต ยท ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) )
70 63 69 eqtrd โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) = ( ๐ต ยท ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) )
71 70 fveq2d โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) = ( โŒŠ โ€˜ ( ๐ต ยท ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) )
72 71 61 oveq12d โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) = ( ( โŒŠ โ€˜ ( ๐ต ยท ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต ยท ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) ) )
73 53 62 72 3brtr4d โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) โ‰ค ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) )
74 reflcl โŠข ( ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) โˆˆ โ„ โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) โˆˆ โ„ )
75 48 74 syl โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) โˆˆ โ„ )
76 remulcl โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„ โˆง ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„ )
77 22 75 76 syl2anc โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„ )
78 modsubdir โŠข ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) โˆˆ โ„ โˆง ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) โˆˆ โ„ โˆง ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) โ‰ค ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) โ†” ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) โˆ’ ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) = ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) โˆ’ ( ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) ) ) )
79 12 77 19 78 syl3anc โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) โ‰ค ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) โ†” ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) โˆ’ ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) = ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) โˆ’ ( ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) ) ) )
80 73 79 mpbid โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) โˆ’ ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) = ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) โˆ’ ( ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) ) )
81 4 42 80 3eqtr3d โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) = ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) โˆ’ ( ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) ) )
82 81 3impa โŠข ( ( ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) = ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) โˆ’ ( ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) ) )
83 82 3comr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„• โˆง ๐พ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ๐ต ) = ( ( ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ยท ๐ด ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) โˆ’ ( ( ๐ต ยท ( โŒŠ โ€˜ ( ( ๐ต โ†‘ ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ยท ๐ด ) ) ) mod ( ๐ต โ†‘ ๐พ ) ) ) )