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

Theorem ballotlemodife 35177
Description: Elements of (𝑂 ∖ 𝐸). (Contributed by Thierry Arnoux, 7-Dec-2016.)
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 = (𝑐 ∈ 𝑂 ↦ (𝑖 ∈ ℤ ↦ ((♯‘((1...𝑖) ∩ 𝑐)) − (♯‘((1...𝑖) ∖ 𝑐)))))
ballotth.e 𝐸 = {𝑐 ∈ 𝑂 ∣ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝑐)‘𝑖)}
Assertion
Ref Expression
ballotlemodife (𝐶 ∈ (𝑂 ∖ 𝐸) ↔ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ∃𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))((𝐹‘𝐶)‘𝑖) ≤ 0))
Distinct variable groups:   𝑀,𝑐   𝑁,𝑐   𝑂,𝑐   𝑖,𝑀   𝑖,𝑁   𝑖,𝑂,𝑐   𝐹,𝑐,𝑖   𝐶,𝑖
Allowed substitution hints:   𝐶(𝑥, 𝑐)   𝑃(𝑥, 𝑖, 𝑐)   𝐸(𝑥, 𝑖, 𝑐)   𝐹(𝑥)   𝑀(𝑥)   𝑁(𝑥)   𝑂(𝑥)

Proof of Theorem ballotlemodife
Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eldif 4049 . 2 (𝐶 ∈ (𝑂 ∖ 𝐸) ↔ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝐸))
2 df-or 862 . . . 4 (((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑂) ∨ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖))) ↔ (¬ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑂) → (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖))))
3 pm3.24 408 . . . . 5 ¬ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑂)
43a1bi 365 . . . 4 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖)) ↔ (¬ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑂) → (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖))))
52, 4bitr4i 281 . . 3 (((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑂) ∨ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖))) ↔ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖)))
6 ballotth.m . . . . . . 7 𝑀 ∈ ℕ
7 ballotth.n . . . . . . 7 𝑁 ∈ ℕ
8 ballotth.o . . . . . . 7 𝑂 = {𝑐 ∈ 𝒫 (1...(𝑀 + 𝑁)) ∣ (♯‘𝑐) = 𝑀}
9 ballotth.p . . . . . . 7 𝑃 = (𝑥 ∈ 𝒫 𝑂 ↦ ((♯‘𝑥) / (♯‘𝑂)))
10 ballotth.f . . . . . . 7 𝐹 = (𝑐 ∈ 𝑂 ↦ (𝑖 ∈ ℤ ↦ ((♯‘((1...𝑖) ∩ 𝑐)) − (♯‘((1...𝑖) ∖ 𝑐)))))
11 ballotth.e . . . . . . 7 𝐸 = {𝑐 ∈ 𝑂 ∣ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝑐)‘𝑖)}
126, 7, 8, 9, 10, 11ballotleme 35176 . . . . . 6 (𝐶 ∈ 𝐸 ↔ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖)))
1312notbii 323 . . . . 5 (¬ 𝐶 ∈ 𝐸 ↔ ¬ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖)))
1413anbi2i 635 . . . 4 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝐸) ↔ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖))))
15 ianor 997 . . . . 5 (¬ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖)) ↔ (¬ 𝐶 ∈ 𝑂 ∨ ¬ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖)))
1615anbi2i 635 . . . 4 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖))) ↔ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ (¬ 𝐶 ∈ 𝑂 ∨ ¬ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖))))
17 andi 1025 . . . 4 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ (¬ 𝐶 ∈ 𝑂 ∨ ¬ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖))) ↔ ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑂) ∨ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖))))
1814, 16, 173bitri 300 . . 3 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝐸) ↔ ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝑂) ∨ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖))))
19 fz1ssfz0 13761 . . . . . . . . . . 11 (1...(𝑀 + 𝑁)) ⊆ (0...(𝑀 + 𝑁))
2019a1i 11 . . . . . . . . . 10 (𝐶 ∈ 𝑂 → (1...(𝑀 + 𝑁)) ⊆ (0...(𝑀 + 𝑁)))
2120sseld 3907 . . . . . . . . 9 (𝐶 ∈ 𝑂 → (𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)) → 𝑖 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁))))
2221imdistani 579 . . . . . . . 8 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁))))
23 simpl 488 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑗 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁))) → 𝐶 ∈ 𝑂)
24 elfzelz 13660 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁)) → 𝑗 ∈ ℤ)
2524adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑗 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁))) → 𝑗 ∈ ℤ)
266, 7, 8, 9, 10, 23, 25ballotlemfelz 35170 . . . . . . . . . . 11 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑗 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁))) → ((𝐹‘𝐶)‘𝑗) ∈ ℤ)
2726zred 12807 . . . . . . . . . 10 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑗 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁))) → ((𝐹‘𝐶)‘𝑗) ∈ ℝ)
2827sbimi 2110 . . . . . . . . 9 ([𝑖 / 𝑗](𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑗 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁))) → [𝑖 / 𝑗]((𝐹‘𝐶)‘𝑗) ∈ ℝ)
29 sban 2116 . . . . . . . . . 10 ([𝑖 / 𝑗](𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑗 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁))) ↔ ([𝑖 / 𝑗]𝐶 ∈ 𝑂 ∧ [𝑖 / 𝑗]𝑗 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁))))
30 sbv 2124 . . . . . . . . . . 11 ([𝑖 / 𝑗]𝐶 ∈ 𝑂 ↔ 𝐶 ∈ 𝑂)
31 clelsb1 2887 . . . . . . . . . . 11 ([𝑖 / 𝑗]𝑗 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁)) ↔ 𝑖 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁)))
3230, 31anbi12i 640 . . . . . . . . . 10 (([𝑖 / 𝑗]𝐶 ∈ 𝑂 ∧ [𝑖 / 𝑗]𝑗 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁))) ↔ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁))))
3329, 32bitri 278 . . . . . . . . 9 ([𝑖 / 𝑗](𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑗 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁))) ↔ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁))))
34 nfv 1946 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑗((𝐹‘𝐶)‘𝑖) ∈ ℝ
35 fveq2 6886 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 = 𝑖 → ((𝐹‘𝐶)‘𝑗) = ((𝐹‘𝐶)‘𝑖))
3635eleq1d 2845 . . . . . . . . . 10 (𝑗 = 𝑖 → (((𝐹‘𝐶)‘𝑗) ∈ ℝ ↔ ((𝐹‘𝐶)‘𝑖) ∈ ℝ))
3734, 36sbiev 2345 . . . . . . . . 9 ([𝑖 / 𝑗]((𝐹‘𝐶)‘𝑗) ∈ ℝ ↔ ((𝐹‘𝐶)‘𝑖) ∈ ℝ)
3828, 33, 373imtr3i 294 . . . . . . . 8 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑖 ∈ (0...(𝑀 + 𝑁))) → ((𝐹‘𝐶)‘𝑖) ∈ ℝ)
3922, 38syl 18 . . . . . . 7 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → ((𝐹‘𝐶)‘𝑖) ∈ ℝ)
40 0red 11315 . . . . . . 7 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → 0 ∈ ℝ)
4139, 40lenltd 11460 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ 𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → (((𝐹‘𝐶)‘𝑖) ≤ 0 ↔ ¬ 0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖)))
4241rexbidva 3184 . . . . 5 (𝐶 ∈ 𝑂 → (∃𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))((𝐹‘𝐶)‘𝑖) ≤ 0 ↔ ∃𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)) ¬ 0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖)))
43 rexnal 3114 . . . . 5 (∃𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)) ¬ 0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖) ↔ ¬ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖))
4442, 43bitrdi 290 . . . 4 (𝐶 ∈ 𝑂 → (∃𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))((𝐹‘𝐶)‘𝑖) ≤ 0 ↔ ¬ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖)))
4544pm5.32i 585 . . 3 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ∃𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))((𝐹‘𝐶)‘𝑖) ≤ 0) ↔ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹‘𝐶)‘𝑖)))
465, 18, 453bitr4i 306 . 2 ((𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ¬ 𝐶 ∈ 𝐸) ↔ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ∃𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))((𝐹‘𝐶)‘𝑖) ≤ 0))
471, 46bitri 278 1 (𝐶 ∈ (𝑂 ∖ 𝐸) ↔ (𝐶 ∈ 𝑂 ∧ ∃𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))((𝐹‘𝐶)‘𝑖) ≤ 0))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1569  [wsb 2098   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  {crab 3412   ⊆ wss 3895   ∖ cdif 4045   ∩ cin 4089  𝒫 cpw 4556   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  ‘cfv 6539  (class class class)co 7421  ℝcr 11203  0cc0 11204  1c1 11205   + caddc 11207   < clt 11347   ≤ cle 11348   − cmin 11545   / cdiv 11977  ℕcn 12339  ℤcz 12697  ...cfz 13643  ♯chash 14478
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7752  ax-cnex 11260  ax-resscn 11261  ax-1cn 11262  ax-icn 11263  ax-addcl 11264  ax-addrcl 11265  ax-mulcl 11266  ax-mulrcl 11267  ax-mulcom 11268  ax-addass 11269  ax-mulass 11270  ax-distr 11271  ax-i2m1 11272  ax-1ne0 11273  ax-1rid 11274  ax-rnegex 11275  ax-rrecex 11276  ax-cnre 11277  ax-pre-lttri 11278  ax-pre-lttrn 11279  ax-pre-ltadd 11280  ax-pre-mulgt0 11281
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-riota 7378  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-om 7879  df-1st 8002  df-2nd 8003  df-frecs 8303  df-wrecs 8334  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-1o 8480  df-er 8721  df-en 8978  df-dom 8979  df-sdom 8980  df-fin 8981  df-card 10024  df-pnf 11349  df-mnf 11350  df-xr 11351  df-ltxr 11352  df-le 11353  df-sub 11547  df-neg 11548  df-nn 12340  df-n0 12611  df-z 12698  df-uz 12970  df-fz 13644  df-hash 14479
This theorem is used by:  ballotlem5  35179  ballotlemrc  35210
  Copyright terms: Public domain W3C validator