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Theorem modm1nem2

Description: A nonnegative integer less than a modulus greater than 4 minus one/minus two are not equal modulo the modulus. (Contributed by AV, 22-Nov-2025)

Ref Expression
Hypothesis modm1nep1.i 𝐼 = ( 0 ..^ 𝑁 )
Assertion modm1nem2 ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) ∧ 𝑌𝐼 ) → ( ( 𝑌 − 1 ) mod 𝑁 ) ≠ ( ( 𝑌 − 2 ) mod 𝑁 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 modm1nep1.i 𝐼 = ( 0 ..^ 𝑁 )
2 eluz5nn ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) → 𝑁 ∈ ℕ )
3 2 adantr ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) ∧ 𝑌𝐼 ) → 𝑁 ∈ ℕ )
4 simpr ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) ∧ 𝑌𝐼 ) → 𝑌𝐼 )
5 1zzd ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) ∧ 𝑌𝐼 ) → 1 ∈ ℤ )
6 5 znegcld ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) ∧ 𝑌𝐼 ) → - 1 ∈ ℤ )
7 2z 2 ∈ ℤ
8 7 a1i ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) ∧ 𝑌𝐼 ) → 2 ∈ ℤ )
9 8 znegcld ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) ∧ 𝑌𝐼 ) → - 2 ∈ ℤ )
10 ax-1cn 1 ∈ ℂ
11 2cn 2 ∈ ℂ
12 neg2sub ( ( 1 ∈ ℂ ∧ 2 ∈ ℂ ) → ( - 1 − - 2 ) = ( 2 − 1 ) )
13 10 11 12 mp2an ( - 1 − - 2 ) = ( 2 − 1 )
14 2m1e1 ( 2 − 1 ) = 1
15 13 14 eqtri ( - 1 − - 2 ) = 1
16 15 fveq2i ( abs ‘ ( - 1 − - 2 ) ) = ( abs ‘ 1 )
17 abs1 ( abs ‘ 1 ) = 1
18 16 17 eqtri ( abs ‘ ( - 1 − - 2 ) ) = 1
19 eluz2 ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) ↔ ( 5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁 ) )
20 1red ( ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁 ) → 1 ∈ ℝ )
21 5re 5 ∈ ℝ
22 21 a1i ( ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁 ) → 5 ∈ ℝ )
23 zre ( 𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℝ )
24 23 adantr ( ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁 ) → 𝑁 ∈ ℝ )
25 1lt5 1 < 5
26 25 a1i ( ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁 ) → 1 < 5 )
27 simpr ( ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁 ) → 5 ≤ 𝑁 )
28 20 22 24 26 27 ltletrd ( ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁 ) → 1 < 𝑁 )
29 28 3adant1 ( ( 5 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 5 ≤ 𝑁 ) → 1 < 𝑁 )
30 19 29 sylbi ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) → 1 < 𝑁 )
31 1elfzo1 ( 1 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ↔ ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ 1 < 𝑁 ) )
32 2 30 31 sylanbrc ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) → 1 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) )
33 32 adantr ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) ∧ 𝑌𝐼 ) → 1 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) )
34 18 33 eqeltrid ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) ∧ 𝑌𝐼 ) → ( abs ‘ ( - 1 − - 2 ) ) ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) )
35 1 mod2addne ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝑌𝐼 ∧ - 1 ∈ ℤ ∧ - 2 ∈ ℤ ) ∧ ( abs ‘ ( - 1 − - 2 ) ) ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) → ( ( 𝑌 + - 1 ) mod 𝑁 ) ≠ ( ( 𝑌 + - 2 ) mod 𝑁 ) )
36 3 4 6 9 34 35 syl131anc ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) ∧ 𝑌𝐼 ) → ( ( 𝑌 + - 1 ) mod 𝑁 ) ≠ ( ( 𝑌 + - 2 ) mod 𝑁 ) )
37 elfzoelz ( 𝑌 ∈ ( 0 ..^ 𝑁 ) → 𝑌 ∈ ℤ )
38 37 1 eleq2s ( 𝑌𝐼𝑌 ∈ ℤ )
39 38 zcnd ( 𝑌𝐼𝑌 ∈ ℂ )
40 1cnd ( 𝑌𝐼 → 1 ∈ ℂ )
41 39 40 negsubd ( 𝑌𝐼 → ( 𝑌 + - 1 ) = ( 𝑌 − 1 ) )
42 41 eqcomd ( 𝑌𝐼 → ( 𝑌 − 1 ) = ( 𝑌 + - 1 ) )
43 42 oveq1d ( 𝑌𝐼 → ( ( 𝑌 − 1 ) mod 𝑁 ) = ( ( 𝑌 + - 1 ) mod 𝑁 ) )
44 2cnd ( 𝑌𝐼 → 2 ∈ ℂ )
45 39 44 negsubd ( 𝑌𝐼 → ( 𝑌 + - 2 ) = ( 𝑌 − 2 ) )
46 45 eqcomd ( 𝑌𝐼 → ( 𝑌 − 2 ) = ( 𝑌 + - 2 ) )
47 46 oveq1d ( 𝑌𝐼 → ( ( 𝑌 − 2 ) mod 𝑁 ) = ( ( 𝑌 + - 2 ) mod 𝑁 ) )
48 43 47 neeq12d ( 𝑌𝐼 → ( ( ( 𝑌 − 1 ) mod 𝑁 ) ≠ ( ( 𝑌 − 2 ) mod 𝑁 ) ↔ ( ( 𝑌 + - 1 ) mod 𝑁 ) ≠ ( ( 𝑌 + - 2 ) mod 𝑁 ) ) )
49 48 adantl ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) ∧ 𝑌𝐼 ) → ( ( ( 𝑌 − 1 ) mod 𝑁 ) ≠ ( ( 𝑌 − 2 ) mod 𝑁 ) ↔ ( ( 𝑌 + - 1 ) mod 𝑁 ) ≠ ( ( 𝑌 + - 2 ) mod 𝑁 ) ) )
50 36 49 mpbird ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 5 ) ∧ 𝑌𝐼 ) → ( ( 𝑌 − 1 ) mod 𝑁 ) ≠ ( ( 𝑌 − 2 ) mod 𝑁 ) )