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Theorem zplusmodne

Description: A nonnegative integer is not itself plus a positive integer modulo an integer greater than 1 and the positive integer. (Contributed by AV, 6-Sep-2025)

Ref Expression
Assertion zplusmodne ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) → ( ( 𝐴 + 𝐾 ) mod 𝑁 ) ≠ ( 𝐴 mod 𝑁 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eluz2nn ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → 𝑁 ∈ ℕ )
2 1 3ad2ant1 ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) → 𝑁 ∈ ℕ )
3 simp2 ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) → 𝐴 ∈ ℤ )
4 elfzoelz ( 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) → 𝐾 ∈ ℤ )
5 4 3ad2ant3 ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) → 𝐾 ∈ ℤ )
6 3 5 zaddcld ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) → ( 𝐴 + 𝐾 ) ∈ ℤ )
7 3 zcnd ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) → 𝐴 ∈ ℂ )
8 4 zcnd ( 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) → 𝐾 ∈ ℂ )
9 8 3ad2ant3 ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) → 𝐾 ∈ ℂ )
10 7 9 pncan2d ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) → ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) = 𝐾 )
11 elfzo1 ( 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ↔ ( 𝐾 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 < 𝑁 ) )
12 nnge1 ( 𝐾 ∈ ℕ → 1 ≤ 𝐾 )
13 12 anim1i ( ( 𝐾 ∈ ℕ ∧ 𝐾 < 𝑁 ) → ( 1 ≤ 𝐾𝐾 < 𝑁 ) )
14 13 3adant2 ( ( 𝐾 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐾 < 𝑁 ) → ( 1 ≤ 𝐾𝐾 < 𝑁 ) )
15 11 14 sylbi ( 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) → ( 1 ≤ 𝐾𝐾 < 𝑁 ) )
16 15 3ad2ant3 ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) → ( 1 ≤ 𝐾𝐾 < 𝑁 ) )
17 16 adantr ( ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) = 𝐾 ) → ( 1 ≤ 𝐾𝐾 < 𝑁 ) )
18 breq2 ( ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) = 𝐾 → ( 1 ≤ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) ↔ 1 ≤ 𝐾 ) )
19 18 adantl ( ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) = 𝐾 ) → ( 1 ≤ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) ↔ 1 ≤ 𝐾 ) )
20 breq1 ( ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) = 𝐾 → ( ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) < 𝑁𝐾 < 𝑁 ) )
21 20 adantl ( ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) = 𝐾 ) → ( ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) < 𝑁𝐾 < 𝑁 ) )
22 19 21 anbi12d ( ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) = 𝐾 ) → ( ( 1 ≤ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) ∧ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) < 𝑁 ) ↔ ( 1 ≤ 𝐾𝐾 < 𝑁 ) ) )
23 17 22 mpbird ( ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) = 𝐾 ) → ( 1 ≤ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) ∧ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) < 𝑁 ) )
24 10 23 mpdan ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) → ( 1 ≤ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) ∧ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) < 𝑁 ) )
25 difltmodne ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) ∈ ℤ ∧ 𝐴 ∈ ℤ ) ∧ ( 1 ≤ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) ∧ ( ( 𝐴 + 𝐾 ) − 𝐴 ) < 𝑁 ) ) → ( ( 𝐴 + 𝐾 ) mod 𝑁 ) ≠ ( 𝐴 mod 𝑁 ) )
26 2 6 3 24 25 syl121anc ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ( 1 ..^ 𝑁 ) ) → ( ( 𝐴 + 𝐾 ) mod 𝑁 ) ≠ ( 𝐴 mod 𝑁 ) )