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Theorem ballotfilemth 13225
Description: Lemma for ballotfi 13226. The result, with several additional hypotheses which are for use during the proof. (Contributed by Thierry Arnoux, 7-Dec-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
ballotth.m  |-  M  e.  NN
ballotth.n  |-  N  e.  NN
ballotfilem.o  |-  O  =  { c  e.  ( ~P ( 1 ... ( M  +  N
) )  i^i  Fin )  |  ( `  c
)  =  M }
ballotfilem.p  |-  P  =  ( x  e.  ( ~P O  i^i  Fin )  |->  ( ( `  x
)  /  ( `  O
) ) )
ballotth.f  |-  F  =  ( c  e.  O  |->  ( i  e.  ZZ  |->  ( ( `  ( (
1 ... i )  i^i  c ) )  -  ( `  ( ( 1 ... i )  \ 
c ) ) ) ) )
ballotth.e  |-  E  =  { c  e.  O  |  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `  c ) `
 i ) }
ballotth.mgtn  |-  N  < 
M
ballotth.i  |-  I  =  ( c  e.  ( O  \  E ) 
|-> inf ( { k  e.  ( 1 ... ( M  +  N )
)  |  ( ( F `  c ) `
 k )  =  0 } ,  RR ,  <  ) )
ballotth.s  |-  S  =  ( c  e.  ( O  \  E ) 
|->  ( i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 
|->  if ( i  <_ 
( I `  c
) ,  ( ( ( I `  c
)  +  1 )  -  i ) ,  i ) ) )
ballotth.r  |-  R  =  ( c  e.  ( O  \  E ) 
|->  ( ( S `  c ) " c
) )
Assertion
Ref Expression
ballotfilemth  |-  ( P `
 E )  =  ( ( M  -  N )  /  ( M  +  N )
)
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   
i, E, k    k, I, c    E, c    i, I, c    S, k, i, c    R, i, k    x, c, F    x, M    x, N, k, i    x, E   
x, O
Allowed substitution hints:    P( x, i, k, c)    R( x, c)    S( x)    I( x)

Proof of Theorem ballotfilemth
StepHypRef Expression
1 ballotth.e . . . . . . 7  |-  E  =  { c  e.  O  |  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `  c ) `
 i ) }
21ssrab3 3328 . . . . . 6  |-  E  C_  O
3 ballotth.m . . . . . . . . 9  |-  M  e.  NN
4 ballotth.n . . . . . . . . 9  |-  N  e.  NN
5 ballotfilem.o . . . . . . . . 9  |-  O  =  { c  e.  ( ~P ( 1 ... ( M  +  N
) )  i^i  Fin )  |  ( `  c
)  =  M }
6 ballotfilem.p . . . . . . . . 9  |-  P  =  ( x  e.  ( ~P O  i^i  Fin )  |->  ( ( `  x
)  /  ( `  O
) ) )
7 ballotth.f . . . . . . . . 9  |-  F  =  ( c  e.  O  |->  ( i  e.  ZZ  |->  ( ( `  ( (
1 ... i )  i^i  c ) )  -  ( `  ( ( 1 ... i )  \ 
c ) ) ) ) )
83, 4, 5, 6, 7, 1ballotfilemefi 13181 . . . . . . . 8  |-  E  e. 
Fin
98elexi 2828 . . . . . . 7  |-  E  e. 
_V
109elpw 3680 . . . . . 6  |-  ( E  e.  ~P O  <->  E  C_  O
)
112, 10mpbir 146 . . . . 5  |-  E  e. 
~P O
12 elin 3406 . . . . . 6  |-  ( E  e.  ( ~P O  i^i  Fin )  <->  ( E  e.  ~P O  /\  E  e.  Fin ) )
13 fveq2 5675 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  E  ->  ( `  x )  =  ( `  E ) )
1413oveq1d 6073 . . . . . . 7  |-  ( x  =  E  ->  (
( `  x )  / 
( `  O ) )  =  ( ( `  E
)  /  ( `  O
) ) )
15 hashcl 11169 . . . . . . . . . 10  |-  ( E  e.  Fin  ->  ( `  E )  e.  NN0 )
168, 15ax-mp 5 . . . . . . . . 9  |-  ( `  E
)  e.  NN0
173, 4, 5ballotfilemonn 13165 . . . . . . . . 9  |-  ( `  O
)  e.  NN
18 nn0nndivcl 9579 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( `  E )  e.  NN0  /\  ( `  O
)  e.  NN )  ->  ( ( `  E
)  /  ( `  O
) )  e.  RR )
1916, 17, 18mp2an 426 . . . . . . . 8  |-  ( ( `  E )  /  ( `  O ) )  e.  RR
2019elexi 2828 . . . . . . 7  |-  ( ( `  E )  /  ( `  O ) )  e. 
_V
2114, 6, 20fvmpt 5759 . . . . . 6  |-  ( E  e.  ( ~P O  i^i  Fin )  ->  ( P `  E )  =  ( ( `  E
)  /  ( `  O
) ) )
2212, 21sylbir 135 . . . . 5  |-  ( ( E  e.  ~P O  /\  E  e.  Fin )  ->  ( P `  E )  =  ( ( `  E )  /  ( `  O )
) )
2311, 8, 22mp2an 426 . . . 4  |-  ( P `
 E )  =  ( ( `  E
)  /  ( `  O
) )
243, 4, 5ballotfilemofi 13163 . . . . . . . 8  |-  O  e. 
Fin
25 fihashssdif 11208 . . . . . . . 8  |-  ( ( O  e.  Fin  /\  E  e.  Fin  /\  E  C_  O )  ->  ( `  ( O  \  E
) )  =  ( ( `  O )  -  ( `  E )
) )
2624, 8, 2, 25mp3an 1374 . . . . . . 7  |-  ( `  ( O  \  E ) )  =  ( ( `  O
)  -  ( `  E
) )
2726eqcomi 2238 . . . . . 6  |-  ( ( `  O )  -  ( `  E ) )  =  ( `  ( O  \  E ) )
28 hashcl 11169 . . . . . . . . 9  |-  ( O  e.  Fin  ->  ( `  O )  e.  NN0 )
2924, 28ax-mp 5 . . . . . . . 8  |-  ( `  O
)  e.  NN0
3029nn0cni 9525 . . . . . . 7  |-  ( `  O
)  e.  CC
3116nn0cni 9525 . . . . . . 7  |-  ( `  E
)  e.  CC
32 diffifi 7164 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( O  e.  Fin  /\  E  e.  Fin  /\  E  C_  O )  ->  ( O  \  E )  e. 
Fin )
3324, 8, 2, 32mp3an 1374 . . . . . . . . 9  |-  ( O 
\  E )  e. 
Fin
34 hashcl 11169 . . . . . . . . 9  |-  ( ( O  \  E )  e.  Fin  ->  ( `  ( O  \  E
) )  e.  NN0 )
3533, 34ax-mp 5 . . . . . . . 8  |-  ( `  ( O  \  E ) )  e.  NN0
3635nn0cni 9525 . . . . . . 7  |-  ( `  ( O  \  E ) )  e.  CC
3730, 31, 36subsub23i 8579 . . . . . 6  |-  ( ( ( `  O )  -  ( `  E )
)  =  ( `  ( O  \  E ) )  <-> 
( ( `  O
)  -  ( `  ( O  \  E ) ) )  =  ( `  E
) )
3827, 37mpbi 145 . . . . 5  |-  ( ( `  O )  -  ( `  ( O  \  E
) ) )  =  ( `  E )
3938oveq1i 6068 . . . 4  |-  ( ( ( `  O )  -  ( `  ( O  \  E ) ) )  /  ( `  O
) )  =  ( ( `  E )  /  ( `  O )
)
4023, 39eqtr4i 2258 . . 3  |-  ( P `
 E )  =  ( ( ( `  O
)  -  ( `  ( O  \  E ) ) )  /  ( `  O
) )
413, 4, 5ballotfilem1 13164 . . . . . 6  |-  ( `  O
)  =  ( ( M  +  N )  _C  M )
423nnnn0i 9521 . . . . . . . . 9  |-  M  e. 
NN0
43 nnaddcl 9274 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  NN  /\  N  e.  NN )  ->  ( M  +  N
)  e.  NN )
443, 4, 43mp2an 426 . . . . . . . . . 10  |-  ( M  +  N )  e.  NN
4544nnnn0i 9521 . . . . . . . . 9  |-  ( M  +  N )  e. 
NN0
463nnrei 9263 . . . . . . . . . 10  |-  M  e.  RR
474nnnn0i 9521 . . . . . . . . . 10  |-  N  e. 
NN0
4846, 47nn0addge1i 9561 . . . . . . . . 9  |-  M  <_ 
( M  +  N
)
49 elfz2nn0 10468 . . . . . . . . 9  |-  ( M  e.  ( 0 ... ( M  +  N
) )  <->  ( M  e.  NN0  /\  ( M  +  N )  e. 
NN0  /\  M  <_  ( M  +  N ) ) )
5042, 45, 48, 49mpbir3an 1206 . . . . . . . 8  |-  M  e.  ( 0 ... ( M  +  N )
)
51 bccl2 11155 . . . . . . . 8  |-  ( M  e.  ( 0 ... ( M  +  N
) )  ->  (
( M  +  N
)  _C  M )  e.  NN )
5250, 51ax-mp 5 . . . . . . 7  |-  ( ( M  +  N )  _C  M )  e.  NN
5352nnap0i 9285 . . . . . 6  |-  ( ( M  +  N )  _C  M ) #  0
5441, 53eqbrtri 4135 . . . . 5  |-  ( `  O
) #  0
5530, 54pm3.2i 272 . . . 4  |-  ( ( `  O )  e.  CC  /\  ( `  O ) #  0 )
56 divsubdirap 8999 . . . 4  |-  ( ( ( `  O )  e.  CC  /\  ( `  ( O  \  E ) )  e.  CC  /\  (
( `  O )  e.  CC  /\  ( `  O
) #  0 ) )  ->  ( ( ( `  O )  -  ( `  ( O  \  E
) ) )  / 
( `  O ) )  =  ( ( ( `  O )  /  ( `  O ) )  -  ( ( `  ( O  \  E ) )  / 
( `  O ) ) ) )
5730, 36, 55, 56mp3an 1374 . . 3  |-  ( ( ( `  O )  -  ( `  ( O  \  E ) ) )  /  ( `  O
) )  =  ( ( ( `  O
)  /  ( `  O
) )  -  (
( `  ( O  \  E ) )  / 
( `  O ) ) )
5830, 54dividapi 9036 . . . 4  |-  ( ( `  O )  /  ( `  O ) )  =  1
5958oveq1i 6068 . . 3  |-  ( ( ( `  O )  /  ( `  O )
)  -  ( ( `  ( O  \  E
) )  /  ( `  O ) ) )  =  ( 1  -  ( ( `  ( O  \  E ) )  /  ( `  O
) ) )
6040, 57, 593eqtri 2259 . 2  |-  ( P `
 E )  =  ( 1  -  (
( `  ( O  \  E ) )  / 
( `  O ) ) )
61 ballotth.mgtn . . . . . . 7  |-  N  < 
M
62 ballotth.i . . . . . . 7  |-  I  =  ( c  e.  ( O  \  E ) 
|-> inf ( { k  e.  ( 1 ... ( M  +  N )
)  |  ( ( F `  c ) `
 k )  =  0 } ,  RR ,  <  ) )
63 ballotth.s . . . . . . 7  |-  S  =  ( c  e.  ( O  \  E ) 
|->  ( i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 
|->  if ( i  <_ 
( I `  c
) ,  ( ( ( I `  c
)  +  1 )  -  i ) ,  i ) ) )
64 ballotth.r . . . . . . 7  |-  R  =  ( c  e.  ( O  \  E ) 
|->  ( ( S `  c ) " c
) )
653, 4, 5, 6, 7, 1, 61, 62, 63, 64ballotfilem8 13224 . . . . . 6  |-  ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  1  e.  c } )  =  ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } )
6665oveq1i 6068 . . . . 5  |-  ( ( `  { c  e.  ( O  \  E )  |  1  e.  c } )  +  ( `  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c } ) )  =  ( ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } )  +  ( `  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c } ) )
6766oveq1i 6068 . . . 4  |-  ( ( ( `  { c  e.  ( O  \  E
)  |  1  e.  c } )  +  ( `  { c  e.  ( O  \  E
)  |  -.  1  e.  c } ) )  /  ( `  O
) )  =  ( ( ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } )  +  ( `  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c } ) )  /  ( `  O
) )
68 rabxmdc 3544 . . . . . . . 8  |-  ( A. c  e.  ( O  \  E )DECID  1  e.  c  -> 
( O  \  E
)  =  ( { c  e.  ( O 
\  E )  |  1  e.  c }  u.  { c  e.  ( O  \  E
)  |  -.  1  e.  c } ) )
69 eldifi 3345 . . . . . . . . 9  |-  ( c  e.  ( O  \  E )  ->  c  e.  O )
70 1zzd 9621 . . . . . . . . 9  |-  ( c  e.  ( O  \  E )  ->  1  e.  ZZ )
713, 4, 5, 69, 70ballotfilemcdc 13167 . . . . . . . 8  |-  ( c  e.  ( O  \  E )  -> DECID  1  e.  c
)
7268, 71mprg 2601 . . . . . . 7  |-  ( O 
\  E )  =  ( { c  e.  ( O  \  E
)  |  1  e.  c }  u.  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } )
7372fveq2i 5678 . . . . . 6  |-  ( `  ( O  \  E ) )  =  ( `  ( { c  e.  ( O  \  E )  |  1  e.  c }  u.  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c }
) )
743, 4, 5, 6, 7, 1ballotfilemafi 13182 . . . . . . 7  |-  { c  e.  ( O  \  E )  |  1  e.  c }  e.  Fin
753, 4, 5, 6, 7, 1ballotfilembfi 13183 . . . . . . 7  |-  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c }  e.  Fin
76 rabnc 3545 . . . . . . 7  |-  ( { c  e.  ( O 
\  E )  |  1  e.  c }  i^i  { c  e.  ( O  \  E
)  |  -.  1  e.  c } )  =  (/)
77 hashun 11194 . . . . . . 7  |-  ( ( { c  e.  ( O  \  E )  |  1  e.  c }  e.  Fin  /\  { c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c }  e.  Fin  /\  ( { c  e.  ( O  \  E )  |  1  e.  c }  i^i  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c }
)  =  (/) )  -> 
( `  ( { c  e.  ( O  \  E )  |  1  e.  c }  u.  { c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } ) )  =  ( ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  1  e.  c } )  +  ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } ) ) )
7874, 75, 76, 77mp3an 1374 . . . . . 6  |-  ( `  ( { c  e.  ( O  \  E )  |  1  e.  c }  u.  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c }
) )  =  ( ( `  { c  e.  ( O  \  E
)  |  1  e.  c } )  +  ( `  { c  e.  ( O  \  E
)  |  -.  1  e.  c } ) )
7973, 78eqtri 2255 . . . . 5  |-  ( `  ( O  \  E ) )  =  ( ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  1  e.  c } )  +  ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } ) )
8079oveq1i 6068 . . . 4  |-  ( ( `  ( O  \  E
) )  /  ( `  O ) )  =  ( ( ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  1  e.  c } )  +  ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } ) )  / 
( `  O ) )
81 ssrab2 3327 . . . . . . . . . 10  |-  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  C_  O
8224, 81elpwi2 4275 . . . . . . . . 9  |-  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  e.  ~P O
8369anim1i 340 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( c  e.  ( O 
\  E )  /\  -.  1  e.  c
)  ->  ( c  e.  O  /\  -.  1  e.  c ) )
843, 4, 5, 6, 7, 1ballotfilem4 13185 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( c  e.  O  ->  ( -.  1  e.  c  ->  -.  c  e.  E
) )
8584imdistani 445 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( c  e.  O  /\  -.  1  e.  c
)  ->  ( c  e.  O  /\  -.  c  e.  E ) )
86 eldif 3223 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( c  e.  ( O  \  E )  <->  ( c  e.  O  /\  -.  c  e.  E ) )
8785, 86sylibr 134 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( c  e.  O  /\  -.  1  e.  c
)  ->  c  e.  ( O  \  E ) )
88 simpr 110 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( c  e.  O  /\  -.  1  e.  c
)  ->  -.  1  e.  c )
8987, 88jca 306 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( c  e.  O  /\  -.  1  e.  c
)  ->  ( c  e.  ( O  \  E
)  /\  -.  1  e.  c ) )
9083, 89impbii 126 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( c  e.  ( O 
\  E )  /\  -.  1  e.  c
)  <->  ( c  e.  O  /\  -.  1  e.  c ) )
9190rabbia2 2800 . . . . . . . . . 10  |-  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c }  =  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }
9291, 75eqeltrri 2308 . . . . . . . . 9  |-  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  e.  Fin
9382, 92elini 3407 . . . . . . . 8  |-  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  e.  ( ~P O  i^i  Fin )
94 fveq2 5675 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  ->  ( `  x )  =  ( `  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c } ) )
9594oveq1d 6073 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  ->  (
( `  x )  / 
( `  O ) )  =  ( ( `  {
c  e.  O  |  -.  1  e.  c } )  /  ( `  O ) ) )
96 hashcl 11169 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  e.  Fin  ->  ( `  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c } )  e.  NN0 )
9792, 96ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11  |-  ( `  {
c  e.  O  |  -.  1  e.  c } )  e.  NN0
98 nn0nndivcl 9579 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( `  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }
)  e.  NN0  /\  ( `  O )  e.  NN )  ->  (
( `  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c } )  / 
( `  O ) )  e.  RR )
9997, 17, 98mp2an 426 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( `  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c } )  /  ( `  O ) )  e.  RR
10099elexi 2828 . . . . . . . . 9  |-  ( ( `  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c } )  /  ( `  O ) )  e. 
_V
10195, 6, 100fvmpt 5759 . . . . . . . 8  |-  ( { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  e.  ( ~P O  i^i  Fin )  -> 
( P `  {
c  e.  O  |  -.  1  e.  c } )  =  ( ( `  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }
)  /  ( `  O
) ) )
10293, 101ax-mp 5 . . . . . . 7  |-  ( P `
 { c  e.  O  |  -.  1  e.  c } )  =  ( ( `  {
c  e.  O  |  -.  1  e.  c } )  /  ( `  O ) )
1033, 4, 5, 6ballotfilem2 13172 . . . . . . 7  |-  ( P `
 { c  e.  O  |  -.  1  e.  c } )  =  ( N  /  ( M  +  N )
)
104 nfrab1 2726 . . . . . . . . . . . 12  |-  F/_ c { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }
105 nfrab1 2726 . . . . . . . . . . . 12  |-  F/_ c { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c }
106104, 105dfssf 3232 . . . . . . . . . . 11  |-  ( { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  C_  { c  e.  ( O  \  E
)  |  -.  1  e.  c }  <->  A. c
( c  e.  {
c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  ->  c  e.  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } ) )
107 rabid 2721 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( c  e.  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  <->  ( c  e.  O  /\  -.  1  e.  c ) )
10885, 107, 863imtr4i 201 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( c  e.  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  ->  c  e.  ( O  \  E
) )
109107simprbi 275 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( c  e.  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  ->  -.  1  e.  c )
110 rabid 2721 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( c  e.  { c  e.  ( O  \  E
)  |  -.  1  e.  c }  <->  ( c  e.  ( O  \  E
)  /\  -.  1  e.  c ) )
111108, 109, 110sylanbrc 417 . . . . . . . . . . 11  |-  ( c  e.  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  ->  c  e.  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c } )
112106, 111mpgbir 1502 . . . . . . . . . 10  |-  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  C_ 
{ c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c }
113 difss 3349 . . . . . . . . . . 11  |-  ( O 
\  E )  C_  O
114 rabss2 3325 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( O  \  E ) 
C_  O  ->  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c }  C_ 
{ c  e.  O  |  -.  1  e.  c } )
115113, 114ax-mp 5 . . . . . . . . . 10  |-  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c }  C_ 
{ c  e.  O  |  -.  1  e.  c }
116112, 115eqssi 3258 . . . . . . . . 9  |-  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c }  =  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c }
117116fveq2i 5678 . . . . . . . 8  |-  ( `  {
c  e.  O  |  -.  1  e.  c } )  =  ( `  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c } )
118117oveq1i 6068 . . . . . . 7  |-  ( ( `  { c  e.  O  |  -.  1  e.  c } )  /  ( `  O ) )  =  ( ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } )  /  ( `  O ) )
119102, 103, 1183eqtr3i 2263 . . . . . 6  |-  ( N  /  ( M  +  N ) )  =  ( ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } )  /  ( `  O ) )
120119oveq2i 6069 . . . . 5  |-  ( 2  x.  ( N  / 
( M  +  N
) ) )  =  ( 2  x.  (
( `  { c  e.  ( O  \  E
)  |  -.  1  e.  c } )  / 
( `  O ) ) )
121 2cn 9325 . . . . . 6  |-  2  e.  CC
122 hashcl 11169 . . . . . . . 8  |-  ( { c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c }  e.  Fin  ->  ( `  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c } )  e. 
NN0 )
12375, 122ax-mp 5 . . . . . . 7  |-  ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } )  e.  NN0
124123nn0cni 9525 . . . . . 6  |-  ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } )  e.  CC
125121, 124, 30, 54divassapi 9059 . . . . 5  |-  ( ( 2  x.  ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } ) )  / 
( `  O ) )  =  ( 2  x.  ( ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } )  /  ( `  O ) ) )
1261242timesi 9384 . . . . . 6  |-  ( 2  x.  ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } ) )  =  ( ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } )  +  ( `  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c } ) )
127126oveq1i 6068 . . . . 5  |-  ( ( 2  x.  ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } ) )  / 
( `  O ) )  =  ( ( ( `  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c } )  +  ( `  { c  e.  ( O  \  E
)  |  -.  1  e.  c } ) )  /  ( `  O
) )
128120, 125, 1273eqtr2i 2261 . . . 4  |-  ( 2  x.  ( N  / 
( M  +  N
) ) )  =  ( ( ( `  {
c  e.  ( O 
\  E )  |  -.  1  e.  c } )  +  ( `  { c  e.  ( O  \  E )  |  -.  1  e.  c } ) )  /  ( `  O
) )
12967, 80, 1283eqtr4ri 2266 . . 3  |-  ( 2  x.  ( N  / 
( M  +  N
) ) )  =  ( ( `  ( O  \  E ) )  /  ( `  O
) )
130129oveq2i 6069 . 2  |-  ( 1  -  ( 2  x.  ( N  /  ( M  +  N )
) ) )  =  ( 1  -  (
( `  ( O  \  E ) )  / 
( `  O ) ) )
13144nncni 9264 . . . 4  |-  ( M  +  N )  e.  CC
1324nncni 9264 . . . . 5  |-  N  e.  CC
133121, 132mulcli 8295 . . . 4  |-  ( 2  x.  N )  e.  CC
13444nnap0i 9285 . . . . 5  |-  ( M  +  N ) #  0
135131, 134pm3.2i 272 . . . 4  |-  ( ( M  +  N )  e.  CC  /\  ( M  +  N ) #  0 )
136 divsubdirap 8999 . . . 4  |-  ( ( ( M  +  N
)  e.  CC  /\  ( 2  x.  N
)  e.  CC  /\  ( ( M  +  N )  e.  CC  /\  ( M  +  N
) #  0 ) )  ->  ( ( ( M  +  N )  -  ( 2  x.  N ) )  / 
( M  +  N
) )  =  ( ( ( M  +  N )  /  ( M  +  N )
)  -  ( ( 2  x.  N )  /  ( M  +  N ) ) ) )
137131, 133, 135, 136mp3an 1374 . . 3  |-  ( ( ( M  +  N
)  -  ( 2  x.  N ) )  /  ( M  +  N ) )  =  ( ( ( M  +  N )  / 
( M  +  N
) )  -  (
( 2  x.  N
)  /  ( M  +  N ) ) )
1381322timesi 9384 . . . . . 6  |-  ( 2  x.  N )  =  ( N  +  N
)
139138oveq2i 6069 . . . . 5  |-  ( ( M  +  N )  -  ( 2  x.  N ) )  =  ( ( M  +  N )  -  ( N  +  N )
)
1403nncni 9264 . . . . . . 7  |-  M  e.  CC
141140, 132, 132, 132addsub4i 8585 . . . . . 6  |-  ( ( M  +  N )  -  ( N  +  N ) )  =  ( ( M  -  N )  +  ( N  -  N ) )
142132subidi 8560 . . . . . . 7  |-  ( N  -  N )  =  0
143142oveq2i 6069 . . . . . 6  |-  ( ( M  -  N )  +  ( N  -  N ) )  =  ( ( M  -  N )  +  0 )
144140, 132subcli 8565 . . . . . . 7  |-  ( M  -  N )  e.  CC
145144addridi 8431 . . . . . 6  |-  ( ( M  -  N )  +  0 )  =  ( M  -  N
)
146141, 143, 1453eqtri 2259 . . . . 5  |-  ( ( M  +  N )  -  ( N  +  N ) )  =  ( M  -  N
)
147139, 146eqtri 2255 . . . 4  |-  ( ( M  +  N )  -  ( 2  x.  N ) )  =  ( M  -  N
)
148147oveq1i 6068 . . 3  |-  ( ( ( M  +  N
)  -  ( 2  x.  N ) )  /  ( M  +  N ) )  =  ( ( M  -  N )  /  ( M  +  N )
)
149131, 134dividapi 9036 . . . 4  |-  ( ( M  +  N )  /  ( M  +  N ) )  =  1
150121, 132, 131, 134divassapi 9059 . . . 4  |-  ( ( 2  x.  N )  /  ( M  +  N ) )  =  ( 2  x.  ( N  /  ( M  +  N ) ) )
151149, 150oveq12i 6070 . . 3  |-  ( ( ( M  +  N
)  /  ( M  +  N ) )  -  ( ( 2  x.  N )  / 
( M  +  N
) ) )  =  ( 1  -  (
2  x.  ( N  /  ( M  +  N ) ) ) )
152137, 148, 1513eqtr3ri 2264 . 2  |-  ( 1  -  ( 2  x.  ( N  /  ( M  +  N )
) ) )  =  ( ( M  -  N )  /  ( M  +  N )
)
15360, 130, 1523eqtr2i 2261 1  |-  ( P `
 E )  =  ( ( M  -  N )  /  ( M  +  N )
)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 104  DECID wdc 842    = wceq 1398    e. wcel 2205   A.wral 2522   {crab 2526    \ cdif 3211    u. cun 3212    i^i cin 3213    C_ wss 3214   (/)c0 3512   ifcif 3624   ~Pcpw 3674   class class class wbr 4114    |-> cmpt 4176   "cima 4757   ` cfv 5357  (class class class)co 6058   Fincfn 6988  infcinf 7287   CCcc 8141   RRcr 8142   0cc0 8143   1c1 8144    + caddc 8146    x. cmul 8148    < clt 8324    <_ cle 8325    - cmin 8460   # cap 8872    / cdiv 8963   NNcn 9254   2c2 9305   NN0cn0 9513   ZZcz 9594   ...cfz 10361    _C cbc 11134  ♯chash 11163
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-coll 4230  ax-sep 4233  ax-nul 4241  ax-pow 4292  ax-pr 4327  ax-un 4559  ax-setind 4664  ax-iinf 4715  ax-cnex 8234  ax-resscn 8235  ax-1cn 8236  ax-1re 8237  ax-icn 8238  ax-addcl 8239  ax-addrcl 8240  ax-mulcl 8241  ax-mulrcl 8242  ax-addcom 8243  ax-mulcom 8244  ax-addass 8245  ax-mulass 8246  ax-distr 8247  ax-i2m1 8248  ax-0lt1 8249  ax-1rid 8250  ax-0id 8251  ax-rnegex 8252  ax-precex 8253  ax-cnre 8254  ax-pre-ltirr 8255  ax-pre-ltwlin 8256  ax-pre-lttrn 8257  ax-pre-apti 8258  ax-pre-ltadd 8259  ax-pre-mulgt0 8260  ax-pre-mulext 8261
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ne 2415  df-nel 2510  df-ral 2527  df-rex 2528  df-reu 2529  df-rmo 2530  df-rab 2531  df-v 2817  df-sbc 3046  df-csb 3142  df-dif 3216  df-un 3218  df-in 3220  df-ss 3227  df-nul 3513  df-if 3625  df-pw 3676  df-sn 3700  df-pr 3701  df-op 3703  df-uni 3920  df-int 3955  df-iun 3998  df-br 4115  df-opab 4177  df-mpt 4178  df-tr 4214  df-id 4419  df-po 4422  df-iso 4423  df-iord 4492  df-on 4494  df-ilim 4495  df-suc 4497  df-iom 4718  df-xp 4760  df-rel 4761  df-cnv 4762  df-co 4763  df-dm 4764  df-rn 4765  df-res 4766  df-ima 4767  df-iota 5317  df-fun 5359  df-fn 5360  df-f 5361  df-f1 5362  df-fo 5363  df-f1o 5364  df-fv 5365  df-isom 5366  df-riota 6011  df-ov 6061  df-oprab 6062  df-mpo 6063  df-1st 6347  df-2nd 6348  df-recs 6549  df-irdg 6614  df-frec 6635  df-1o 6660  df-2o 6661  df-oadd 6664  df-er 6780  df-map 6897  df-en 6989  df-dom 6990  df-fin 6991  df-sup 7288  df-inf 7289  df-pnf 8326  df-mnf 8327  df-xr 8328  df-ltxr 8329  df-le 8330  df-sub 8462  df-neg 8463  df-reap 8866  df-ap 8873  df-div 8964  df-inn 9255  df-2 9313  df-n0 9514  df-z 9595  df-uz 9872  df-q 9970  df-rp 10005  df-fz 10362  df-fzo 10499  df-seqfrec 10834  df-fac 11113  df-bc 11135  df-ihash 11164
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