Proof of Theorem ballotlemfp1
| Step | Hyp | Ref
| Expression |
| 1 | | ballotth.m |
. . . . . 6
⊢ 𝑀 ∈ ℕ |
| 2 | | ballotth.n |
. . . . . 6
⊢ 𝑁 ∈ ℕ |
| 3 | | ballotth.o |
. . . . . 6
⊢ 𝑂 = {𝑐 ∈ 𝒫 (1...(𝑀 + 𝑁)) ∣ (♯‘𝑐) = 𝑀} |
| 4 | | ballotth.p |
. . . . . 6
⊢ 𝑃 = (𝑥 ∈ 𝒫 𝑂 ↦ ((♯‘𝑥) / (♯‘𝑂))) |
| 5 | | ballotth.f |
. . . . . 6
⊢ 𝐹 = (𝑐 ∈ 𝑂 ↦ (𝑖 ∈ ℤ ↦
((♯‘((1...𝑖)
∩ 𝑐)) −
(♯‘((1...𝑖)
∖ 𝑐))))) |
| 6 | | ballotlemfp1.c |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑂) |
| 7 | | ballotlemfp1.j |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ ℕ) |
| 8 | 7 | nnzd 12620 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ ℤ) |
| 9 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 | ballotlemfval 34527 |
. . . . 5
⊢ (𝜑 → ((𝐹‘𝐶)‘𝐽) = ((♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) − (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶)))) |
| 10 | 9 | adantr 480 |
. . . 4
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((𝐹‘𝐶)‘𝐽) = ((♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) − (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶)))) |
| 11 | | fzfi 13995 |
. . . . . . . . . 10
⊢
(1...(𝐽 − 1))
∈ Fin |
| 12 | | inss1 4217 |
. . . . . . . . . 10
⊢
((1...(𝐽 − 1))
∩ 𝐶) ⊆
(1...(𝐽 −
1)) |
| 13 | | ssfi 9192 |
. . . . . . . . . 10
⊢
(((1...(𝐽 −
1)) ∈ Fin ∧ ((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ⊆ (1...(𝐽 − 1))) → ((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∈ Fin) |
| 14 | 11, 12, 13 | mp2an 692 |
. . . . . . . . 9
⊢
((1...(𝐽 − 1))
∩ 𝐶) ∈
Fin |
| 15 | | hashcl 14379 |
. . . . . . . . 9
⊢
(((1...(𝐽 −
1)) ∩ 𝐶) ∈ Fin
→ (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) ∈
ℕ0) |
| 16 | 14, 15 | ax-mp 5 |
. . . . . . . 8
⊢
(♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) ∈
ℕ0 |
| 17 | 16 | nn0cni 12518 |
. . . . . . 7
⊢
(♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) ∈ ℂ |
| 18 | 17 | a1i 11 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) ∈
ℂ) |
| 19 | | diffi 9194 |
. . . . . . . . . 10
⊢
((1...(𝐽 − 1))
∈ Fin → ((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶)
∈ Fin) |
| 20 | 11, 19 | ax-mp 5 |
. . . . . . . . 9
⊢
((1...(𝐽 − 1))
∖ 𝐶) ∈
Fin |
| 21 | | hashcl 14379 |
. . . . . . . . 9
⊢
(((1...(𝐽 −
1)) ∖ 𝐶) ∈ Fin
→ (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) ∈
ℕ0) |
| 22 | 20, 21 | ax-mp 5 |
. . . . . . . 8
⊢
(♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) ∈
ℕ0 |
| 23 | 22 | nn0cni 12518 |
. . . . . . 7
⊢
(♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) ∈ ℂ |
| 24 | 23 | a1i 11 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) ∈
ℂ) |
| 25 | | 1cnd 11235 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → 1 ∈ ℂ) |
| 26 | 18, 24, 25 | subsub4d 11630 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) −
(♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶)))
− 1) = ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) − ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) + 1))) |
| 27 | | 1zzd 12628 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → 1 ∈
ℤ) |
| 28 | 8, 27 | zsubcld 12707 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (𝐽 − 1) ∈ ℤ) |
| 29 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 28 | ballotlemfval 34527 |
. . . . . . 7
⊢ (𝜑 → ((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) = ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) −
(♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶)))) |
| 30 | 29 | adantr 480 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) = ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) −
(♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶)))) |
| 31 | 30 | oveq1d 7425 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) − 1) =
(((♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∩ 𝐶))
− (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶))) − 1)) |
| 32 | | elnnuz 12901 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐽 ∈ ℕ ↔ 𝐽 ∈
(ℤ≥‘1)) |
| 33 | 7, 32 | sylib 218 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈
(ℤ≥‘1)) |
| 34 | | fzspl 32771 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝐽 ∈
(ℤ≥‘1) → (1...𝐽) = ((1...(𝐽 − 1)) ∪ {𝐽})) |
| 35 | 34 | ineq1d 4199 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐽 ∈
(ℤ≥‘1) → ((1...𝐽) ∩ 𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∪ {𝐽}) ∩ 𝐶)) |
| 36 | | indir 4266 |
. . . . . . . . . . 11
⊢
(((1...(𝐽 −
1)) ∪ {𝐽}) ∩ 𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶)) |
| 37 | 35, 36 | eqtrdi 2787 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐽 ∈
(ℤ≥‘1) → ((1...𝐽) ∩ 𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶))) |
| 38 | 33, 37 | syl 17 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → ((1...𝐽) ∩ 𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶))) |
| 39 | 38 | adantr 480 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((1...𝐽) ∩ 𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶))) |
| 40 | | disjsn 4692 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐶 ∩ {𝐽}) = ∅ ↔ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) |
| 41 | | incom 4189 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝐶 ∩ {𝐽}) = ({𝐽} ∩ 𝐶) |
| 42 | 41 | eqeq1i 2741 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐶 ∩ {𝐽}) = ∅ ↔ ({𝐽} ∩ 𝐶) = ∅) |
| 43 | 40, 42 | sylbb1 237 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (¬
𝐽 ∈ 𝐶 → ({𝐽} ∩ 𝐶) = ∅) |
| 44 | 43 | adantl 481 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ({𝐽} ∩ 𝐶) = ∅) |
| 45 | 44 | uneq2d 4148 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶)) = (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ∅)) |
| 46 | | un0 4374 |
. . . . . . . . 9
⊢
(((1...(𝐽 −
1)) ∩ 𝐶) ∪ ∅)
= ((1...(𝐽 − 1))
∩ 𝐶) |
| 47 | 45, 46 | eqtrdi 2787 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶)) = ((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) |
| 48 | 39, 47 | eqtrd 2771 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((1...𝐽) ∩ 𝐶) = ((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) |
| 49 | 48 | fveq2d 6885 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) = (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶))) |
| 50 | 34 | difeq1d 4105 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐽 ∈
(ℤ≥‘1) → ((1...𝐽) ∖ 𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∪ {𝐽}) ∖ 𝐶)) |
| 51 | | difundir 4271 |
. . . . . . . . . . 11
⊢
(((1...(𝐽 −
1)) ∪ {𝐽}) ∖
𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∖ 𝐶)) |
| 52 | 50, 51 | eqtrdi 2787 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐽 ∈
(ℤ≥‘1) → ((1...𝐽) ∖ 𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∖ 𝐶))) |
| 53 | 33, 52 | syl 17 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → ((1...𝐽) ∖ 𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∖ 𝐶))) |
| 54 | | disj3 4434 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (({𝐽} ∩ 𝐶) = ∅ ↔ {𝐽} = ({𝐽} ∖ 𝐶)) |
| 55 | 43, 54 | sylib 218 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (¬
𝐽 ∈ 𝐶 → {𝐽} = ({𝐽} ∖ 𝐶)) |
| 56 | 55 | eqcomd 2742 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (¬
𝐽 ∈ 𝐶 → ({𝐽} ∖ 𝐶) = {𝐽}) |
| 57 | 56 | uneq2d 4148 |
. . . . . . . . 9
⊢ (¬
𝐽 ∈ 𝐶 → (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∖ 𝐶)) = (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ {𝐽})) |
| 58 | 53, 57 | sylan9eq 2791 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((1...𝐽) ∖ 𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ {𝐽})) |
| 59 | 58 | fveq2d 6885 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶)) = (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ {𝐽}))) |
| 60 | 8 | adantr 480 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → 𝐽 ∈ ℤ) |
| 61 | | uzid 12872 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝐽 ∈ ℤ → 𝐽 ∈
(ℤ≥‘𝐽)) |
| 62 | | uznfz 13632 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝐽 ∈
(ℤ≥‘𝐽) → ¬ 𝐽 ∈ (1...(𝐽 − 1))) |
| 63 | 8, 61, 62 | 3syl 18 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝜑 → ¬ 𝐽 ∈ (1...(𝐽 − 1))) |
| 64 | 63 | adantr 480 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ¬ 𝐽 ∈ (1...(𝐽 − 1))) |
| 65 | | difss 4116 |
. . . . . . . . . . 11
⊢
((1...(𝐽 − 1))
∖ 𝐶) ⊆
(1...(𝐽 −
1)) |
| 66 | 65 | sseli 3959 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐽 ∈ ((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) → 𝐽 ∈ (1...(𝐽 − 1))) |
| 67 | 64, 66 | nsyl 140 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ¬ 𝐽 ∈ ((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) |
| 68 | | ssfi 9192 |
. . . . . . . . . 10
⊢
(((1...(𝐽 −
1)) ∈ Fin ∧ ((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ⊆ (1...(𝐽 − 1))) → ((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∈ Fin) |
| 69 | 11, 65, 68 | mp2an 692 |
. . . . . . . . 9
⊢
((1...(𝐽 − 1))
∖ 𝐶) ∈
Fin |
| 70 | 67, 69 | jctil 519 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∈ Fin ∧ ¬ 𝐽 ∈ ((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶))) |
| 71 | | hashunsng 14415 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐽 ∈ ℤ →
((((1...(𝐽 − 1))
∖ 𝐶) ∈ Fin ∧
¬ 𝐽 ∈ ((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) →
(♯‘(((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶)
∪ {𝐽})) =
((♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶)) +
1))) |
| 72 | 60, 70, 71 | sylc 65 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ {𝐽})) = ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) + 1)) |
| 73 | 59, 72 | eqtrd 2771 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶)) = ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) + 1)) |
| 74 | 49, 73 | oveq12d 7428 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) − (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶))) = ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) −
((♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶)) +
1))) |
| 75 | 26, 31, 74 | 3eqtr4rd 2782 |
. . . 4
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) − (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶))) = (((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) − 1)) |
| 76 | 10, 75 | eqtrd 2771 |
. . 3
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((𝐹‘𝐶)‘𝐽) = (((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) − 1)) |
| 77 | 76 | ex 412 |
. 2
⊢ (𝜑 → (¬ 𝐽 ∈ 𝐶 → ((𝐹‘𝐶)‘𝐽) = (((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) − 1))) |
| 78 | 9 | adantr 480 |
. . . 4
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((𝐹‘𝐶)‘𝐽) = ((♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) − (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶)))) |
| 79 | 17 | a1i 11 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) ∈
ℂ) |
| 80 | | 1cnd 11235 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → 1 ∈ ℂ) |
| 81 | 23 | a1i 11 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) ∈
ℂ) |
| 82 | 79, 80, 81 | addsubd 11620 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) + 1) −
(♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶))) =
(((♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∩ 𝐶))
− (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶))) + 1)) |
| 83 | 38 | fveq2d 6885 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) = (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶)))) |
| 84 | 83 | adantr 480 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) = (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶)))) |
| 85 | | snssi 4789 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐽 ∈ 𝐶 → {𝐽} ⊆ 𝐶) |
| 86 | | dfss2 3949 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ({𝐽} ⊆ 𝐶 ↔ ({𝐽} ∩ 𝐶) = {𝐽}) |
| 87 | 85, 86 | sylib 218 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐽 ∈ 𝐶 → ({𝐽} ∩ 𝐶) = {𝐽}) |
| 88 | 87 | uneq2d 4148 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐽 ∈ 𝐶 → (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶)) = (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ {𝐽})) |
| 89 | 88 | fveq2d 6885 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐽 ∈ 𝐶 → (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶))) = (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ {𝐽}))) |
| 90 | 89 | adantl 481 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶))) = (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ {𝐽}))) |
| 91 | | simpr 484 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → 𝐽 ∈ 𝐶) |
| 92 | 8 | adantr 480 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → 𝐽 ∈ ℤ) |
| 93 | 92, 61, 62 | 3syl 18 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → ¬ 𝐽 ∈ (1...(𝐽 − 1))) |
| 94 | 12 | sseli 3959 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐽 ∈ ((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) → 𝐽 ∈ (1...(𝐽 − 1))) |
| 95 | 93, 94 | nsyl 140 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → ¬ 𝐽 ∈ ((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) |
| 96 | 95, 14 | jctil 519 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∈ Fin ∧ ¬ 𝐽 ∈ ((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶))) |
| 97 | | hashunsng 14415 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐽 ∈ 𝐶 → ((((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∈ Fin ∧ ¬ 𝐽 ∈ ((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) → (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ {𝐽})) = ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) + 1))) |
| 98 | 91, 96, 97 | sylc 65 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ {𝐽})) = ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) + 1)) |
| 99 | 84, 90, 98 | 3eqtrd 2775 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) = ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) + 1)) |
| 100 | 53 | fveq2d 6885 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶)) = (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∖ 𝐶)))) |
| 101 | 100 | adantr 480 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶)) = (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∖ 𝐶)))) |
| 102 | | difin2 4281 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ({𝐽} ⊆ 𝐶 → ({𝐽} ∖ 𝐶) = ((𝐶 ∖ 𝐶) ∩ {𝐽})) |
| 103 | | difid 4356 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝐶 ∖ 𝐶) = ∅ |
| 104 | 103 | ineq1i 4196 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐶 ∖ 𝐶) ∩ {𝐽}) = (∅ ∩ {𝐽}) |
| 105 | | 0in 4377 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (∅
∩ {𝐽}) =
∅ |
| 106 | 104, 105 | eqtri 2759 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐶 ∖ 𝐶) ∩ {𝐽}) = ∅ |
| 107 | 102, 106 | eqtrdi 2787 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ({𝐽} ⊆ 𝐶 → ({𝐽} ∖ 𝐶) = ∅) |
| 108 | 85, 107 | syl 17 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐽 ∈ 𝐶 → ({𝐽} ∖ 𝐶) = ∅) |
| 109 | 108 | uneq2d 4148 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐽 ∈ 𝐶 → (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∖ 𝐶)) = (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ∅)) |
| 110 | 109 | fveq2d 6885 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝐽 ∈ 𝐶 → (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∖ 𝐶))) = (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪
∅))) |
| 111 | 110 | adantl 481 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∖ 𝐶))) = (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪
∅))) |
| 112 | | un0 4374 |
. . . . . . . . 9
⊢
(((1...(𝐽 −
1)) ∖ 𝐶) ∪
∅) = ((1...(𝐽 −
1)) ∖ 𝐶) |
| 113 | 112 | a1i 11 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ∅) = ((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) |
| 114 | 113 | fveq2d 6885 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ∅)) =
(♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶))) |
| 115 | 101, 111,
114 | 3eqtrd 2775 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶)) = (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶))) |
| 116 | 99, 115 | oveq12d 7428 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) − (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶))) = (((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) + 1) −
(♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶)))) |
| 117 | 29 | adantr 480 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) = ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) −
(♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶)))) |
| 118 | 117 | oveq1d 7425 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) + 1) =
(((♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∩ 𝐶))
− (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶))) + 1)) |
| 119 | 82, 116, 118 | 3eqtr4d 2781 |
. . . 4
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) − (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶))) = (((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) + 1)) |
| 120 | 78, 119 | eqtrd 2771 |
. . 3
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((𝐹‘𝐶)‘𝐽) = (((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) + 1)) |
| 121 | 120 | ex 412 |
. 2
⊢ (𝜑 → (𝐽 ∈ 𝐶 → ((𝐹‘𝐶)‘𝐽) = (((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) + 1))) |
| 122 | 77, 121 | jca 511 |
1
⊢ (𝜑 → ((¬ 𝐽 ∈ 𝐶 → ((𝐹‘𝐶)‘𝐽) = (((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) − 1)) ∧ (𝐽 ∈ 𝐶 → ((𝐹‘𝐶)‘𝐽) = (((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) + 1)))) |