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Theorem modmul1

Description: Multiplication property of the modulo operation. Note that the multiplier C must be an integer. (Contributed by NM, 12-Nov-2008)

Ref Expression
Assertion modmul1 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + ∧ A mod D = B mod D → A ⁢ C mod D = B ⁢ C mod D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 modval ⊢ A ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + → A mod D = A − D ⁢ A D
2 modval ⊢ B ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + → B mod D = B − D ⁢ B D
3 1 2 eqeqan12d ⊢ A ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + ∧ B ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + → A mod D = B mod D ↔ A − D ⁢ A D = B − D ⁢ B D
4 3 anandirs ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + → A mod D = B mod D ↔ A − D ⁢ A D = B − D ⁢ B D
5 4 adantrl ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A mod D = B mod D ↔ A − D ⁢ A D = B − D ⁢ B D
6 oveq1 ⊢ A − D ⁢ A D = B − D ⁢ B D → A − D ⁢ A D ⁢ C = B − D ⁢ B D ⁢ C
7 5 6 biimtrdi ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A mod D = B mod D → A − D ⁢ A D ⁢ C = B − D ⁢ B D ⁢ C
8 rpcn ⊢ D ∈ ℝ + → D ∈ ℂ
9 8 ad2antll ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → D ∈ ℂ
10 zcn ⊢ C ∈ ℤ → C ∈ ℂ
11 10 ad2antrl ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → C ∈ ℂ
12 rerpdivcl ⊢ A ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + → A D ∈ ℝ
13 12 flcld ⊢ A ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + → A D ∈ ℤ
14 13 zcnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + → A D ∈ ℂ
15 14 adantrl ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A D ∈ ℂ
16 9 11 15 mulassd ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → D ⁢ C ⁢ A D = D ⁢ C ⁢ A D
17 9 11 15 mul32d ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → D ⁢ C ⁢ A D = D ⁢ A D ⁢ C
18 16 17 eqtr3d ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → D ⁢ C ⁢ A D = D ⁢ A D ⁢ C
19 18 oveq2d ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A ⁢ C − D ⁢ C ⁢ A D = A ⁢ C − D ⁢ A D ⁢ C
20 recn ⊢ A ∈ ℝ → A ∈ ℂ
21 20 adantr ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A ∈ ℂ
22 8 adantl ⊢ A ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + → D ∈ ℂ
23 22 14 mulcld ⊢ A ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + → D ⁢ A D ∈ ℂ
24 23 adantrl ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → D ⁢ A D ∈ ℂ
25 21 24 11 subdird ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A − D ⁢ A D ⁢ C = A ⁢ C − D ⁢ A D ⁢ C
26 19 25 eqtr4d ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A ⁢ C − D ⁢ C ⁢ A D = A − D ⁢ A D ⁢ C
27 26 adantlr ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A ⁢ C − D ⁢ C ⁢ A D = A − D ⁢ A D ⁢ C
28 8 ad2antll ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → D ∈ ℂ
29 10 ad2antrl ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → C ∈ ℂ
30 rerpdivcl ⊢ B ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + → B D ∈ ℝ
31 30 flcld ⊢ B ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + → B D ∈ ℤ
32 31 zcnd ⊢ B ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + → B D ∈ ℂ
33 32 adantrl ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → B D ∈ ℂ
34 28 29 33 mulassd ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → D ⁢ C ⁢ B D = D ⁢ C ⁢ B D
35 28 29 33 mul32d ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → D ⁢ C ⁢ B D = D ⁢ B D ⁢ C
36 34 35 eqtr3d ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → D ⁢ C ⁢ B D = D ⁢ B D ⁢ C
37 36 oveq2d ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → B ⁢ C − D ⁢ C ⁢ B D = B ⁢ C − D ⁢ B D ⁢ C
38 recn ⊢ B ∈ ℝ → B ∈ ℂ
39 38 adantr ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → B ∈ ℂ
40 8 adantl ⊢ B ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + → D ∈ ℂ
41 40 32 mulcld ⊢ B ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + → D ⁢ B D ∈ ℂ
42 41 adantrl ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → D ⁢ B D ∈ ℂ
43 39 42 29 subdird ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → B − D ⁢ B D ⁢ C = B ⁢ C − D ⁢ B D ⁢ C
44 37 43 eqtr4d ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → B ⁢ C − D ⁢ C ⁢ B D = B − D ⁢ B D ⁢ C
45 44 adantll ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → B ⁢ C − D ⁢ C ⁢ B D = B − D ⁢ B D ⁢ C
46 27 45 eqeq12d ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A ⁢ C − D ⁢ C ⁢ A D = B ⁢ C − D ⁢ C ⁢ B D ↔ A − D ⁢ A D ⁢ C = B − D ⁢ B D ⁢ C
47 7 46 sylibrd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A mod D = B mod D → A ⁢ C − D ⁢ C ⁢ A D = B ⁢ C − D ⁢ C ⁢ B D
48 oveq1 ⊢ A ⁢ C − D ⁢ C ⁢ A D = B ⁢ C − D ⁢ C ⁢ B D → A ⁢ C − D ⁢ C ⁢ A D mod D = B ⁢ C − D ⁢ C ⁢ B D mod D
49 zre ⊢ C ∈ ℤ → C ∈ ℝ
50 remulcl ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → A ⁢ C ∈ ℝ
51 49 50 sylan2 ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ → A ⁢ C ∈ ℝ
52 51 adantrr ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A ⁢ C ∈ ℝ
53 simprr ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → D ∈ ℝ +
54 simprl ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → C ∈ ℤ
55 13 adantrl ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A D ∈ ℤ
56 54 55 zmulcld ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → C ⁢ A D ∈ ℤ
57 modcyc2 ⊢ A ⁢ C ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + ∧ C ⁢ A D ∈ ℤ → A ⁢ C − D ⁢ C ⁢ A D mod D = A ⁢ C mod D
58 52 53 56 57 syl3anc ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A ⁢ C − D ⁢ C ⁢ A D mod D = A ⁢ C mod D
59 58 adantlr ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A ⁢ C − D ⁢ C ⁢ A D mod D = A ⁢ C mod D
60 remulcl ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → B ⁢ C ∈ ℝ
61 49 60 sylan2 ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ → B ⁢ C ∈ ℝ
62 61 adantrr ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → B ⁢ C ∈ ℝ
63 simprr ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → D ∈ ℝ +
64 simprl ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → C ∈ ℤ
65 31 adantrl ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → B D ∈ ℤ
66 64 65 zmulcld ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → C ⁢ B D ∈ ℤ
67 modcyc2 ⊢ B ⁢ C ∈ ℝ ∧ D ∈ ℝ + ∧ C ⁢ B D ∈ ℤ → B ⁢ C − D ⁢ C ⁢ B D mod D = B ⁢ C mod D
68 62 63 66 67 syl3anc ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → B ⁢ C − D ⁢ C ⁢ B D mod D = B ⁢ C mod D
69 68 adantll ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → B ⁢ C − D ⁢ C ⁢ B D mod D = B ⁢ C mod D
70 59 69 eqeq12d ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A ⁢ C − D ⁢ C ⁢ A D mod D = B ⁢ C − D ⁢ C ⁢ B D mod D ↔ A ⁢ C mod D = B ⁢ C mod D
71 48 70 imbitrid ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A ⁢ C − D ⁢ C ⁢ A D = B ⁢ C − D ⁢ C ⁢ B D → A ⁢ C mod D = B ⁢ C mod D
72 47 71 syld ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + → A mod D = B mod D → A ⁢ C mod D = B ⁢ C mod D
73 72 3impia ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℤ ∧ D ∈ ℝ + ∧ A mod D = B mod D → A ⁢ C mod D = B ⁢ C mod D