Metamath Proof Explorer


Theorem mulerpqlem

Description: Lemma for mulerpq . (Contributed by Mario Carneiro, 8-May-2013) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion mulerpqlem ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ๐ด ~Q ๐ต โ†” ( ๐ด ยทpQ ๐ถ ) ~Q ( ๐ต ยทpQ ๐ถ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 xp1st โŠข ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N )
2 1 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N )
3 xp1st โŠข ( ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N )
4 3 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N )
5 mulclpi โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N โˆง ( 1st โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N )
6 2 4 5 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N )
7 xp2nd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โ†’ ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N )
8 7 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N )
9 xp2nd โŠข ( ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) โ†’ ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N )
10 9 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N )
11 mulclpi โŠข ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N โˆง ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N )
12 8 10 11 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N )
13 xp1st โŠข ( ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N )
14 13 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N )
15 mulclpi โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N โˆง ( 1st โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N )
16 14 4 15 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N )
17 xp2nd โŠข ( ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โ†’ ( 2nd โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N )
18 17 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( 2nd โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N )
19 mulclpi โŠข ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N โˆง ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N )
20 18 10 19 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N )
21 enqbreq โŠข ( ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N โˆง ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N ) โˆง ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N โˆง ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N ) ) โ†’ ( โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ ~Q โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ โ†” ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) = ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) ) ) )
22 6 12 16 20 21 syl22anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ ~Q โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ โ†” ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) = ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) ) ) )
23 mulpipq2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ๐ด ยทpQ ๐ถ ) = โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ )
24 23 3adant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ๐ด ยทpQ ๐ถ ) = โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ )
25 mulpipq2 โŠข ( ( ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ๐ต ยทpQ ๐ถ ) = โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ )
26 25 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ๐ต ยทpQ ๐ถ ) = โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ )
27 24 26 breq12d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ( ๐ด ยทpQ ๐ถ ) ~Q ( ๐ต ยทpQ ๐ถ ) โ†” โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ ~Q โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) , ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โŸฉ ) )
28 enqbreq2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ๐ด ~Q ๐ต โ†” ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) = ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) )
29 28 3adant3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ๐ด ~Q ๐ต โ†” ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) = ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) )
30 mulclpi โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N โˆง ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N )
31 4 10 30 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N )
32 mulclpi โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) โˆˆ N โˆง ( 2nd โ€˜ ๐ต ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ N )
33 2 18 32 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ N )
34 mulcanpi โŠข ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ N โˆง ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) โˆˆ N ) โ†’ ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†” ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) = ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) )
35 31 33 34 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†” ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) = ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) )
36 mulcompi โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) )
37 fvex โŠข ( 1st โ€˜ ๐ด ) โˆˆ V
38 fvex โŠข ( 2nd โ€˜ ๐ต ) โˆˆ V
39 fvex โŠข ( 1st โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ V
40 mulcompi โŠข ( ๐‘ฅ ยทN ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฆ ยทN ๐‘ฅ )
41 mulasspi โŠข ( ( ๐‘ฅ ยทN ๐‘ฆ ) ยทN ๐‘ง ) = ( ๐‘ฅ ยทN ( ๐‘ฆ ยทN ๐‘ง ) )
42 fvex โŠข ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ V
43 37 38 39 40 41 42 caov4 โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) )
44 36 43 eqtri โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) )
45 mulcompi โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) )
46 fvex โŠข ( 1st โ€˜ ๐ต ) โˆˆ V
47 fvex โŠข ( 2nd โ€˜ ๐ด ) โˆˆ V
48 46 47 39 40 41 42 caov4 โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) )
49 mulcompi โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) = ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) )
50 45 48 49 3eqtri โŠข ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) )
51 44 50 eqeq12i โŠข ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†” ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) = ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) ) )
52 51 a1i โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ) ) = ( ( ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†” ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) = ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) ) ) )
53 29 35 52 3bitr2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ๐ด ~Q ๐ต โ†” ( ( ( 1st โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 2nd โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ) = ( ( ( 2nd โ€˜ ๐ด ) ยทN ( 2nd โ€˜ ๐ถ ) ) ยทN ( ( 1st โ€˜ ๐ต ) ยทN ( 1st โ€˜ ๐ถ ) ) ) ) )
54 22 27 53 3bitr4rd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ต โˆˆ ( N ร— N ) โˆง ๐ถ โˆˆ ( N ร— N ) ) โ†’ ( ๐ด ~Q ๐ต โ†” ( ๐ด ยทpQ ๐ถ ) ~Q ( ๐ต ยทpQ ๐ถ ) ) )