Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  ballotlemrc Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ballotlemrc 30365
 Description: Range of 𝑅. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Apr-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
ballotth.m 𝑀 ∈ ℕ
ballotth.n 𝑁 ∈ ℕ
ballotth.o 𝑂 = {𝑐 ∈ 𝒫 (1...(𝑀 + 𝑁)) ∣ (#‘𝑐) = 𝑀}
ballotth.p 𝑃 = (𝑥 ∈ 𝒫 𝑂 ↦ ((#‘𝑥) / (#‘𝑂)))
ballotth.f 𝐹 = (𝑐𝑂 ↦ (𝑖 ∈ ℤ ↦ ((#‘((1...𝑖) ∩ 𝑐)) − (#‘((1...𝑖) ∖ 𝑐)))))
ballotth.e 𝐸 = {𝑐𝑂 ∣ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹𝑐)‘𝑖)}
ballotth.mgtn 𝑁 < 𝑀
ballotth.i 𝐼 = (𝑐 ∈ (𝑂𝐸) ↦ inf({𝑘 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)) ∣ ((𝐹𝑐)‘𝑘) = 0}, ℝ, < ))
ballotth.s 𝑆 = (𝑐 ∈ (𝑂𝐸) ↦ (𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)) ↦ if(𝑖 ≤ (𝐼𝑐), (((𝐼𝑐) + 1) − 𝑖), 𝑖)))
ballotth.r 𝑅 = (𝑐 ∈ (𝑂𝐸) ↦ ((𝑆𝑐) “ 𝑐))
Assertion
Ref Expression
ballotlemrc (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑅𝐶) ∈ (𝑂𝐸))
Distinct variable groups:   𝑀,𝑐   𝑁,𝑐   𝑂,𝑐   𝑖,𝑀   𝑖,𝑁   𝑖,𝑂   𝑘,𝑀   𝑘,𝑁   𝑘,𝑂   𝑖,𝑐,𝐹,𝑘   𝐶,𝑖,𝑘   𝑖,𝐸,𝑘   𝐶,𝑘   𝑘,𝐼,𝑐   𝐸,𝑐   𝑖,𝐼,𝑐   𝑆,𝑘,𝑖,𝑐   𝑅,𝑖
Allowed substitution hints:   𝐶(𝑥,𝑐)   𝑃(𝑥,𝑖,𝑘,𝑐)   𝑅(𝑥,𝑘,𝑐)   𝑆(𝑥)   𝐸(𝑥)   𝐹(𝑥)   𝐼(𝑥)   𝑀(𝑥)   𝑁(𝑥)   𝑂(𝑥)

Proof of Theorem ballotlemrc
Dummy variables 𝑣 𝑢 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ballotth.m . . 3 𝑀 ∈ ℕ
2 ballotth.n . . 3 𝑁 ∈ ℕ
3 ballotth.o . . 3 𝑂 = {𝑐 ∈ 𝒫 (1...(𝑀 + 𝑁)) ∣ (#‘𝑐) = 𝑀}
4 ballotth.p . . 3 𝑃 = (𝑥 ∈ 𝒫 𝑂 ↦ ((#‘𝑥) / (#‘𝑂)))
5 ballotth.f . . 3 𝐹 = (𝑐𝑂 ↦ (𝑖 ∈ ℤ ↦ ((#‘((1...𝑖) ∩ 𝑐)) − (#‘((1...𝑖) ∖ 𝑐)))))
6 ballotth.e . . 3 𝐸 = {𝑐𝑂 ∣ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹𝑐)‘𝑖)}
7 ballotth.mgtn . . 3 𝑁 < 𝑀
8 ballotth.i . . 3 𝐼 = (𝑐 ∈ (𝑂𝐸) ↦ inf({𝑘 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)) ∣ ((𝐹𝑐)‘𝑘) = 0}, ℝ, < ))
9 ballotth.s . . 3 𝑆 = (𝑐 ∈ (𝑂𝐸) ↦ (𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)) ↦ if(𝑖 ≤ (𝐼𝑐), (((𝐼𝑐) + 1) − 𝑖), 𝑖)))
10 ballotth.r . . 3 𝑅 = (𝑐 ∈ (𝑂𝐸) ↦ ((𝑆𝑐) “ 𝑐))
111, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10ballotlemro 30357 . 2 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑅𝐶) ∈ 𝑂)
121, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8ballotlemiex 30336 . . . 4 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝐼𝐶) ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)) ∧ ((𝐹𝐶)‘(𝐼𝐶)) = 0))
1312simpld 475 . . 3 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝐼𝐶) ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)))
14 eqid 2626 . . . . 5 (𝑢 ∈ Fin, 𝑣 ∈ Fin ↦ ((#‘(𝑣𝑢)) − (#‘(𝑣𝑢)))) = (𝑢 ∈ Fin, 𝑣 ∈ Fin ↦ ((#‘(𝑣𝑢)) − (#‘(𝑣𝑢))))
151, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 14ballotlemfrci 30362 . . . 4 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝐹‘(𝑅𝐶))‘(𝐼𝐶)) = 0)
16 0le0 11055 . . . 4 0 ≤ 0
1715, 16syl6eqbr 4657 . . 3 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝐹‘(𝑅𝐶))‘(𝐼𝐶)) ≤ 0)
18 fveq2 6150 . . . . 5 (𝑖 = (𝐼𝐶) → ((𝐹‘(𝑅𝐶))‘𝑖) = ((𝐹‘(𝑅𝐶))‘(𝐼𝐶)))
1918breq1d 4628 . . . 4 (𝑖 = (𝐼𝐶) → (((𝐹‘(𝑅𝐶))‘𝑖) ≤ 0 ↔ ((𝐹‘(𝑅𝐶))‘(𝐼𝐶)) ≤ 0))
2019rspcev 3300 . . 3 (((𝐼𝐶) ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)) ∧ ((𝐹‘(𝑅𝐶))‘(𝐼𝐶)) ≤ 0) → ∃𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))((𝐹‘(𝑅𝐶))‘𝑖) ≤ 0)
2113, 17, 20syl2anc 692 . 2 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ∃𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))((𝐹‘(𝑅𝐶))‘𝑖) ≤ 0)
221, 2, 3, 4, 5, 6ballotlemodife 30332 . 2 ((𝑅𝐶) ∈ (𝑂𝐸) ↔ ((𝑅𝐶) ∈ 𝑂 ∧ ∃𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))((𝐹‘(𝑅𝐶))‘𝑖) ≤ 0))
2311, 21, 22sylanbrc 697 1 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑅𝐶) ∈ (𝑂𝐸))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1480   ∈ wcel 1992  ∀wral 2912  ∃wrex 2913  {crab 2916   ∖ cdif 3557   ∩ cin 3559  ifcif 4063  𝒫 cpw 4135   class class class wbr 4618   ↦ cmpt 4678   “ cima 5082  ‘cfv 5850  (class class class)co 6605   ↦ cmpt2 6607  Fincfn 7900  infcinf 8292  ℝcr 9880  0cc0 9881  1c1 9882   + caddc 9884   < clt 10019   ≤ cle 10020   − cmin 10211   / cdiv 10629  ℕcn 10965  ℤcz 11322  ...cfz 12265  #chash 13054 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1841  ax-6 1890  ax-7 1937  ax-8 1994  ax-9 2001  ax-10 2021  ax-11 2036  ax-12 2049  ax-13 2250  ax-ext 2606  ax-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6903  ax-cnex 9937  ax-resscn 9938  ax-1cn 9939  ax-icn 9940  ax-addcl 9941  ax-addrcl 9942  ax-mulcl 9943  ax-mulrcl 9944  ax-mulcom 9945  ax-addass 9946  ax-mulass 9947  ax-distr 9948  ax-i2m1 9949  ax-1ne0 9950  ax-1rid 9951  ax-rnegex 9952  ax-rrecex 9953  ax-cnre 9954  ax-pre-lttri 9955  ax-pre-lttrn 9956  ax-pre-ltadd 9957  ax-pre-mulgt0 9958 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1883  df-eu 2478  df-mo 2479  df-clab 2613  df-cleq 2619  df-clel 2622  df-nfc 2756  df-ne 2797  df-nel 2900  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3193  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-int 4446  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5642  df-ord 5688  df-on 5689  df-lim 5690  df-suc 5691  df-iota 5813  df-fun 5852  df-fn 5853  df-f 5854  df-f1 5855  df-fo 5856  df-f1o 5857  df-fv 5858  df-riota 6566  df-ov 6608  df-oprab 6609  df-mpt2 6610  df-om 7014  df-1st 7116  df-2nd 7117  df-wrecs 7353  df-recs 7414  df-rdg 7452  df-1o 7506  df-oadd 7510  df-er 7688  df-en 7901  df-dom 7902  df-sdom 7903  df-fin 7904  df-sup 8293  df-inf 8294  df-card 8710  df-cda 8935  df-pnf 10021  df-mnf 10022  df-xr 10023  df-ltxr 10024  df-le 10025  df-sub 10213  df-neg 10214  df-nn 10966  df-2 11024  df-n0 11238  df-z 11323  df-uz 11632  df-rp 11777  df-fz 12266  df-hash 13055 This theorem is referenced by:  ballotlemirc  30366  ballotlemrinv0  30367  ballotlem7  30370
 Copyright terms: Public domain W3C validator