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 12354 |
. . . . . 6
⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ ℤ) |
9 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8 | ballotlemfval 32356 |
. . . . 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 13620 |
. . . . . . . . . 10
⊢
(1...(𝐽 − 1))
∈ Fin |
12 | | inss1 4159 |
. . . . . . . . . 10
⊢
((1...(𝐽 − 1))
∩ 𝐶) ⊆
(1...(𝐽 −
1)) |
13 | | ssfi 8918 |
. . . . . . . . . 10
⊢
(((1...(𝐽 −
1)) ∈ Fin ∧ ((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ⊆ (1...(𝐽 − 1))) → ((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∈ Fin) |
14 | 11, 12, 13 | mp2an 688 |
. . . . . . . . 9
⊢
((1...(𝐽 − 1))
∩ 𝐶) ∈
Fin |
15 | | hashcl 13999 |
. . . . . . . . 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 12175 |
. . . . . . 7
⊢
(♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) ∈ ℂ |
18 | 17 | a1i 11 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) ∈
ℂ) |
19 | | diffi 8979 |
. . . . . . . . . 10
⊢
((1...(𝐽 − 1))
∈ Fin → ((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶)
∈ Fin) |
20 | 11, 19 | ax-mp 5 |
. . . . . . . . 9
⊢
((1...(𝐽 − 1))
∖ 𝐶) ∈
Fin |
21 | | hashcl 13999 |
. . . . . . . . 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 12175 |
. . . . . . 7
⊢
(♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) ∈ ℂ |
24 | 23 | a1i 11 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) ∈
ℂ) |
25 | | 1cnd 10901 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → 1 ∈ ℂ) |
26 | 18, 24, 25 | subsub4d 11293 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) −
(♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶)))
− 1) = ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) − ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) + 1))) |
27 | | 1zzd 12281 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝜑 → 1 ∈
ℤ) |
28 | 8, 27 | zsubcld 12360 |
. . . . . . . 8
⊢ (𝜑 → (𝐽 − 1) ∈ ℤ) |
29 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 28 | ballotlemfval 32356 |
. . . . . . 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 7270 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) − 1) =
(((♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∩ 𝐶))
− (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶))) − 1)) |
32 | | elnnuz 12551 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐽 ∈ ℕ ↔ 𝐽 ∈
(ℤ≥‘1)) |
33 | 7, 32 | sylib 217 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈
(ℤ≥‘1)) |
34 | | fzspl 31013 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝐽 ∈
(ℤ≥‘1) → (1...𝐽) = ((1...(𝐽 − 1)) ∪ {𝐽})) |
35 | 34 | ineq1d 4142 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐽 ∈
(ℤ≥‘1) → ((1...𝐽) ∩ 𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∪ {𝐽}) ∩ 𝐶)) |
36 | | indir 4206 |
. . . . . . . . . . 11
⊢
(((1...(𝐽 −
1)) ∪ {𝐽}) ∩ 𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶)) |
37 | 35, 36 | eqtrdi 2795 |
. . . . . . . . . 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 4644 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐶 ∩ {𝐽}) = ∅ ↔ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) |
41 | | incom 4131 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (𝐶 ∩ {𝐽}) = ({𝐽} ∩ 𝐶) |
42 | 41 | eqeq1i 2743 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐶 ∩ {𝐽}) = ∅ ↔ ({𝐽} ∩ 𝐶) = ∅) |
43 | 40, 42 | sylbb1 236 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (¬
𝐽 ∈ 𝐶 → ({𝐽} ∩ 𝐶) = ∅) |
44 | 43 | adantl 481 |
. . . . . . . . . 10
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ({𝐽} ∩ 𝐶) = ∅) |
45 | 44 | uneq2d 4093 |
. . . . . . . . 9
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶)) = (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ∅)) |
46 | | un0 4321 |
. . . . . . . . 9
⊢
(((1...(𝐽 −
1)) ∩ 𝐶) ∪ ∅)
= ((1...(𝐽 − 1))
∩ 𝐶) |
47 | 45, 46 | eqtrdi 2795 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶)) = ((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) |
48 | 39, 47 | eqtrd 2778 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((1...𝐽) ∩ 𝐶) = ((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) |
49 | 48 | fveq2d 6760 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) = (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶))) |
50 | 34 | difeq1d 4052 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐽 ∈
(ℤ≥‘1) → ((1...𝐽) ∖ 𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∪ {𝐽}) ∖ 𝐶)) |
51 | | difundir 4211 |
. . . . . . . . . . 11
⊢
(((1...(𝐽 −
1)) ∪ {𝐽}) ∖
𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∖ 𝐶)) |
52 | 50, 51 | eqtrdi 2795 |
. . . . . . . . . 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 4384 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (({𝐽} ∩ 𝐶) = ∅ ↔ {𝐽} = ({𝐽} ∖ 𝐶)) |
55 | 43, 54 | sylib 217 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (¬
𝐽 ∈ 𝐶 → {𝐽} = ({𝐽} ∖ 𝐶)) |
56 | 55 | eqcomd 2744 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (¬
𝐽 ∈ 𝐶 → ({𝐽} ∖ 𝐶) = {𝐽}) |
57 | 56 | uneq2d 4093 |
. . . . . . . . 9
⊢ (¬
𝐽 ∈ 𝐶 → (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∖ 𝐶)) = (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ {𝐽})) |
58 | 53, 57 | sylan9eq 2799 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((1...𝐽) ∖ 𝐶) = (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ {𝐽})) |
59 | 58 | fveq2d 6760 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶)) = (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ {𝐽}))) |
60 | 8 | adantr 480 |
. . . . . . . 8
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → 𝐽 ∈ ℤ) |
61 | | uzid 12526 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ (𝐽 ∈ ℤ → 𝐽 ∈
(ℤ≥‘𝐽)) |
62 | | uznfz 13268 |
. . . . . . . . . . . 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 4062 |
. . . . . . . . . . 11
⊢
((1...(𝐽 − 1))
∖ 𝐶) ⊆
(1...(𝐽 −
1)) |
66 | 65 | sseli 3913 |
. . . . . . . . . 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 8918 |
. . . . . . . . . 10
⊢
(((1...(𝐽 −
1)) ∈ Fin ∧ ((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ⊆ (1...(𝐽 − 1))) → ((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∈ Fin) |
69 | 11, 65, 68 | mp2an 688 |
. . . . . . . . 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 14035 |
. . . . . . . 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 2778 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶)) = ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) + 1)) |
74 | 49, 73 | oveq12d 7273 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) − (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶))) = ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) −
((♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶)) +
1))) |
75 | 26, 31, 74 | 3eqtr4rd 2789 |
. . . 4
⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) − (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶))) = (((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) − 1)) |
76 | 10, 75 | eqtrd 2778 |
. . 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 10901 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → 1 ∈ ℂ) |
81 | 23 | a1i 11 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶)) ∈
ℂ) |
82 | 79, 80, 81 | addsubd 11283 |
. . . . 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 6760 |
. . . . . . . 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 4738 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ (𝐽 ∈ 𝐶 → {𝐽} ⊆ 𝐶) |
86 | | df-ss 3900 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ({𝐽} ⊆ 𝐶 ↔ ({𝐽} ∩ 𝐶) = {𝐽}) |
87 | 85, 86 | sylib 217 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐽 ∈ 𝐶 → ({𝐽} ∩ 𝐶) = {𝐽}) |
88 | 87 | uneq2d 4093 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐽 ∈ 𝐶 → (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∩ 𝐶)) = (((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶) ∪ {𝐽})) |
89 | 88 | fveq2d 6760 |
. . . . . . . 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 3913 |
. . . . . . . . . 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 14035 |
. . . . . . . 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 2782 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) = ((♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∩ 𝐶)) + 1)) |
100 | 53 | fveq2d 6760 |
. . . . . . . 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 4222 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ({𝐽} ⊆ 𝐶 → ({𝐽} ∖ 𝐶) = ((𝐶 ∖ 𝐶) ∩ {𝐽})) |
103 | | difid 4301 |
. . . . . . . . . . . . . 14
⊢ (𝐶 ∖ 𝐶) = ∅ |
104 | 103 | ineq1i 4139 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ ((𝐶 ∖ 𝐶) ∩ {𝐽}) = (∅ ∩ {𝐽}) |
105 | | 0in 4324 |
. . . . . . . . . . . . 13
⊢ (∅
∩ {𝐽}) =
∅ |
106 | 104, 105 | eqtri 2766 |
. . . . . . . . . . . 12
⊢ ((𝐶 ∖ 𝐶) ∩ {𝐽}) = ∅ |
107 | 102, 106 | eqtrdi 2795 |
. . . . . . . . . . 11
⊢ ({𝐽} ⊆ 𝐶 → ({𝐽} ∖ 𝐶) = ∅) |
108 | 85, 107 | syl 17 |
. . . . . . . . . 10
⊢ (𝐽 ∈ 𝐶 → ({𝐽} ∖ 𝐶) = ∅) |
109 | 108 | uneq2d 4093 |
. . . . . . . . 9
⊢ (𝐽 ∈ 𝐶 → (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ({𝐽} ∖ 𝐶)) = (((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ∅)) |
110 | 109 | fveq2d 6760 |
. . . . . . . 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 4321 |
. . . . . . . . 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 6760 |
. . . . . . 7
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘(((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶) ∪ ∅)) =
(♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∖ 𝐶))) |
115 | 101, 111,
114 | 3eqtrd 2782 |
. . . . . 6
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶)) = (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶))) |
116 | 99, 115 | oveq12d 7273 |
. . . . 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 7270 |
. . . . 5
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → (((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) + 1) =
(((♯‘((1...(𝐽
− 1)) ∩ 𝐶))
− (♯‘((1...(𝐽 − 1)) ∖ 𝐶))) + 1)) |
119 | 82, 116, 118 | 3eqtr4d 2788 |
. . . 4
⊢ ((𝜑 ∧ 𝐽 ∈ 𝐶) → ((♯‘((1...𝐽) ∩ 𝐶)) − (♯‘((1...𝐽) ∖ 𝐶))) = (((𝐹‘𝐶)‘(𝐽 − 1)) + 1)) |
120 | 78, 119 | eqtrd 2778 |
. . 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)))) |