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Theorem odmodnn0 15105
Description: Reduce the argument of a group multiple by modding out the order of the element. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
odcl.1  |-  X  =  ( Base `  G
)
odcl.2  |-  O  =  ( od `  G
)
odid.3  |-  .x.  =  (.g
`  G )
odid.4  |-  .0.  =  ( 0g `  G )
Assertion
Ref Expression
odmodnn0  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A )  =  ( N  .x.  A ) )

Proof of Theorem odmodnn0
StepHypRef Expression
1 simpl1 960 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  ->  G  e.  Mnd )
2 nnnn0 10160 . . . . . 6  |-  ( ( O `  A )  e.  NN  ->  ( O `  A )  e.  NN0 )
32adantl 453 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( O `  A
)  e.  NN0 )
4 simpl3 962 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  ->  N  e.  NN0 )
54nn0red 10207 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  ->  N  e.  RR )
6 nnrp 10553 . . . . . . . 8  |-  ( ( O `  A )  e.  NN  ->  ( O `  A )  e.  RR+ )
76adantl 453 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( O `  A
)  e.  RR+ )
85, 7rerpdivcld 10607 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( N  /  ( O `  A )
)  e.  RR )
94nn0ge0d 10209 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
0  <_  N )
10 nnre 9939 . . . . . . . 8  |-  ( ( O `  A )  e.  NN  ->  ( O `  A )  e.  RR )
1110adantl 453 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( O `  A
)  e.  RR )
12 nngt0 9961 . . . . . . . 8  |-  ( ( O `  A )  e.  NN  ->  0  <  ( O `  A
) )
1312adantl 453 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
0  <  ( O `  A ) )
14 divge0 9811 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  RR  /\  0  <_  N )  /\  ( ( O `  A )  e.  RR  /\  0  <  ( O `
 A ) ) )  ->  0  <_  ( N  /  ( O `
 A ) ) )
155, 9, 11, 13, 14syl22anc 1185 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
0  <_  ( N  /  ( O `  A ) ) )
16 flge0nn0 11152 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  /  ( O `  A )
)  e.  RR  /\  0  <_  ( N  / 
( O `  A
) ) )  -> 
( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) )  e.  NN0 )
178, 15, 16syl2anc 643 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) )  e.  NN0 )
183, 17nn0mulcld 10211 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  / 
( O `  A
) ) ) )  e.  NN0 )
194nn0zd 10305 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  ->  N  e.  ZZ )
20 zmodcl 11193 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( N  mod  ( O `  A )
)  e.  NN0 )
2119, 20sylancom 649 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( N  mod  ( O `  A )
)  e.  NN0 )
22 simpl2 961 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  ->  A  e.  X )
23 odcl.1 . . . . 5  |-  X  =  ( Base `  G
)
24 odid.3 . . . . 5  |-  .x.  =  (.g
`  G )
25 eqid 2387 . . . . 5  |-  ( +g  `  G )  =  ( +g  `  G )
2623, 24, 25mulgnn0dir 14840 . . . 4  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) )  e.  NN0  /\  ( N  mod  ( O `
 A ) )  e.  NN0  /\  A  e.  X ) )  -> 
( ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) ) )  +  ( N  mod  ( O `  A )
) )  .x.  A
)  =  ( ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  / 
( O `  A
) ) ) ) 
.x.  A ) ( +g  `  G ) ( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A ) ) )
271, 18, 21, 22, 26syl13anc 1186 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) ) )  +  ( N  mod  ( O `  A )
) )  .x.  A
)  =  ( ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  / 
( O `  A
) ) ) ) 
.x.  A ) ( +g  `  G ) ( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A ) ) )
2811recnd 9047 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( O `  A
)  e.  CC )
2917nn0cnd 10208 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) )  e.  CC )
3028, 29mulcomd 9042 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  / 
( O `  A
) ) ) )  =  ( ( |_
`  ( N  / 
( O `  A
) ) )  x.  ( O `  A
) ) )
3130oveq1d 6035 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) )  .x.  A )  =  ( ( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) )  x.  ( O `  A ) )  .x.  A ) )
3223, 24mulgnn0ass 14846 . . . . . . 7  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) )  e.  NN0  /\  ( O `  A
)  e.  NN0  /\  A  e.  X )
)  ->  ( (
( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) )  x.  ( O `  A ) )  .x.  A )  =  ( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) 
.x.  ( ( O `
 A )  .x.  A ) ) )
331, 17, 3, 22, 32syl13anc 1186 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( |_
`  ( N  / 
( O `  A
) ) )  x.  ( O `  A
) )  .x.  A
)  =  ( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) 
.x.  ( ( O `
 A )  .x.  A ) ) )
34 odcl.2 . . . . . . . . . 10  |-  O  =  ( od `  G
)
35 odid.4 . . . . . . . . . 10  |-  .0.  =  ( 0g `  G )
3623, 34, 24, 35odid 15103 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  X  ->  (
( O `  A
)  .x.  A )  =  .0.  )
3722, 36syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( O `  A )  .x.  A
)  =  .0.  )
3837oveq2d 6036 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) )  .x.  (
( O `  A
)  .x.  A )
)  =  ( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) 
.x.  .0.  ) )
3923, 24, 35mulgnn0z 14837 . . . . . . . 8  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) )  e.  NN0 )  -> 
( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) )  .x.  .0.  )  =  .0.  )
401, 17, 39syl2anc 643 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) )  .x.  .0.  )  =  .0.  )
4138, 40eqtrd 2419 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) )  .x.  (
( O `  A
)  .x.  A )
)  =  .0.  )
4233, 41eqtrd 2419 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( |_
`  ( N  / 
( O `  A
) ) )  x.  ( O `  A
) )  .x.  A
)  =  .0.  )
4331, 42eqtrd 2419 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) )  .x.  A )  =  .0.  )
4443oveq1d 6035 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) ) )  .x.  A ) ( +g  `  G ) ( ( N  mod  ( O `
 A ) ) 
.x.  A ) )  =  (  .0.  ( +g  `  G ) ( ( N  mod  ( O `  A )
)  .x.  A )
) )
4527, 44eqtrd 2419 . 2  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) ) )  +  ( N  mod  ( O `  A )
) )  .x.  A
)  =  (  .0.  ( +g  `  G
) ( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A ) ) )
46 modval 11179 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  RR  /\  ( O `  A )  e.  RR+ )  ->  ( N  mod  ( O `  A ) )  =  ( N  -  (
( O `  A
)  x.  ( |_
`  ( N  / 
( O `  A
) ) ) ) ) )
475, 7, 46syl2anc 643 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( N  mod  ( O `  A )
)  =  ( N  -  ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) ) ) )
4847oveq2d 6036 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) )  +  ( N  mod  ( O `  A ) ) )  =  ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) ) )  +  ( N  -  (
( O `  A
)  x.  ( |_
`  ( N  / 
( O `  A
) ) ) ) ) ) )
4918nn0cnd 10208 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  / 
( O `  A
) ) ) )  e.  CC )
504nn0cnd 10208 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  ->  N  e.  CC )
5149, 50pncan3d 9346 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) )  +  ( N  -  ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) ) ) )  =  N )
5248, 51eqtrd 2419 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( O `
 A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A ) ) ) )  +  ( N  mod  ( O `  A ) ) )  =  N )
5352oveq1d 6035 . 2  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( ( ( O `  A )  x.  ( |_ `  ( N  /  ( O `  A )
) ) )  +  ( N  mod  ( O `  A )
) )  .x.  A
)  =  ( N 
.x.  A ) )
5423, 24mulgnn0cl 14833 . . . 4  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( N  mod  ( O `
 A ) )  e.  NN0  /\  A  e.  X )  ->  (
( N  mod  ( O `  A )
)  .x.  A )  e.  X )
551, 21, 22, 54syl3anc 1184 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A )  e.  X )
5623, 25, 35mndlid 14643 . . 3  |-  ( ( G  e.  Mnd  /\  ( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A )  e.  X )  -> 
(  .0.  ( +g  `  G ) ( ( N  mod  ( O `
 A ) ) 
.x.  A ) )  =  ( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A ) )
571, 55, 56syl2anc 643 . 2  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
(  .0.  ( +g  `  G ) ( ( N  mod  ( O `
 A ) ) 
.x.  A ) )  =  ( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A ) )
5845, 53, 573eqtr3rd 2428 1  |-  ( ( ( G  e.  Mnd  /\  A  e.  X  /\  N  e.  NN0 )  /\  ( O `  A )  e.  NN )  -> 
( ( N  mod  ( O `  A ) )  .x.  A )  =  ( N  .x.  A ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 359    /\ w3a 936    = wceq 1649    e. wcel 1717   class class class wbr 4153   ` cfv 5394  (class class class)co 6020   RRcr 8922   0cc0 8923    + caddc 8926    x. cmul 8928    < clt 9053    <_ cle 9054    - cmin 9223    / cdiv 9609   NNcn 9932   NN0cn0 10153   ZZcz 10214   RR+crp 10544   |_cfl 11128    mod cmo 11177   Basecbs 13396   +g cplusg 13456   0gc0g 13650   Mndcmnd 14611  .gcmg 14616   odcod 15090
This theorem is referenced by:  mndodcong  15107
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1661  ax-8 1682  ax-13 1719  ax-14 1721  ax-6 1736  ax-7 1741  ax-11 1753  ax-12 1939  ax-ext 2368  ax-rep 4261  ax-sep 4271  ax-nul 4279  ax-pow 4318  ax-pr 4344  ax-un 4641  ax-inf2 7529  ax-cnex 8979  ax-resscn 8980  ax-1cn 8981  ax-icn 8982  ax-addcl 8983  ax-addrcl 8984  ax-mulcl 8985  ax-mulrcl 8986  ax-mulcom 8987  ax-addass 8988  ax-mulass 8989  ax-distr 8990  ax-i2m1 8991  ax-1ne0 8992  ax-1rid 8993  ax-rnegex 8994  ax-rrecex 8995  ax-cnre 8996  ax-pre-lttri 8997  ax-pre-lttrn 8998  ax-pre-ltadd 8999  ax-pre-mulgt0 9000  ax-pre-sup 9001
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2242  df-mo 2243  df-clab 2374  df-cleq 2380  df-clel 2383  df-nfc 2512  df-ne 2552  df-nel 2553  df-ral 2654  df-rex 2655  df-reu 2656  df-rmo 2657  df-rab 2658  df-v 2901  df-sbc 3105  df-csb 3195  df-dif 3266  df-un 3268  df-in 3270  df-ss 3277  df-pss 3279  df-nul 3572  df-if 3683  df-pw 3744  df-sn 3763  df-pr 3764  df-tp 3765  df-op 3766  df-uni 3958  df-iun 4037  df-br 4154  df-opab 4208  df-mpt 4209  df-tr 4244  df-eprel 4435  df-id 4439  df-po 4444  df-so 4445  df-fr 4482  df-we 4484  df-ord 4525  df-on 4526  df-lim 4527  df-suc 4528  df-om 4786  df-xp 4824  df-rel 4825  df-cnv 4826  df-co 4827  df-dm 4828  df-rn 4829  df-res 4830  df-ima 4831  df-iota 5358  df-fun 5396  df-fn 5397  df-f 5398  df-f1 5399  df-fo 5400  df-f1o 5401  df-fv 5402  df-ov 6023  df-oprab 6024  df-mpt2 6025  df-1st 6288  df-2nd 6289  df-riota 6485  df-recs 6569  df-rdg 6604  df-er 6841  df-en 7046  df-dom 7047  df-sdom 7048  df-sup 7381  df-pnf 9055  df-mnf 9056  df-xr 9057  df-ltxr 9058  df-le 9059  df-sub 9225  df-neg 9226  df-div 9610  df-nn 9933  df-n0 10154  df-z 10215  df-uz 10421  df-rp 10545  df-fz 10976  df-fl 11129  df-mod 11178  df-seq 11251  df-0g 13654  df-mnd 14617  df-mulg 14742  df-od 15094
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