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

Theorem ballotlemro 32389
Description: Range of 𝑅 is included in 𝑂. (Contributed by Thierry Arnoux, 17-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
ballotlemro (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑅𝐶) ∈ 𝑂)
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
Allowed substitution hints:   𝐶(𝑥,𝑐)   𝑃(𝑥,𝑖,𝑘,𝑐)   𝑅(𝑥,𝑖,𝑘,𝑐)   𝑆(𝑥)   𝐸(𝑥)   𝐹(𝑥)   𝐼(𝑥)   𝑀(𝑥)   𝑁(𝑥)   𝑂(𝑥)

Proof of Theorem ballotlemro
StepHypRef Expression
1 ballotth.m . . . 4 𝑀 ∈ ℕ
2 ballotth.n . . . 4 𝑁 ∈ ℕ
3 ballotth.o . . . 4 𝑂 = {𝑐 ∈ 𝒫 (1...(𝑀 + 𝑁)) ∣ (♯‘𝑐) = 𝑀}
4 ballotth.p . . . 4 𝑃 = (𝑥 ∈ 𝒫 𝑂 ↦ ((♯‘𝑥) / (♯‘𝑂)))
5 ballotth.f . . . 4 𝐹 = (𝑐𝑂 ↦ (𝑖 ∈ ℤ ↦ ((♯‘((1...𝑖) ∩ 𝑐)) − (♯‘((1...𝑖) ∖ 𝑐)))))
6 ballotth.e . . . 4 𝐸 = {𝑐𝑂 ∣ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹𝑐)‘𝑖)}
7 ballotth.mgtn . . . 4 𝑁 < 𝑀
8 ballotth.i . . . 4 𝐼 = (𝑐 ∈ (𝑂𝐸) ↦ inf({𝑘 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)) ∣ ((𝐹𝑐)‘𝑘) = 0}, ℝ, < ))
9 ballotth.s . . . 4 𝑆 = (𝑐 ∈ (𝑂𝐸) ↦ (𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)) ↦ if(𝑖 ≤ (𝐼𝑐), (((𝐼𝑐) + 1) − 𝑖), 𝑖)))
10 ballotth.r . . . 4 𝑅 = (𝑐 ∈ (𝑂𝐸) ↦ ((𝑆𝑐) “ 𝑐))
111, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10ballotlemrval 32384 . . 3 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑅𝐶) = ((𝑆𝐶) “ 𝐶))
12 imassrn 5969 . . . 4 ((𝑆𝐶) “ 𝐶) ⊆ ran (𝑆𝐶)
131, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9ballotlemsf1o 32380 . . . . . 6 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1-onto→(1...(𝑀 + 𝑁)) ∧ (𝑆𝐶) = (𝑆𝐶)))
1413simpld 494 . . . . 5 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1-onto→(1...(𝑀 + 𝑁)))
15 f1ofo 6707 . . . . 5 ((𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1-onto→(1...(𝑀 + 𝑁)) → (𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–onto→(1...(𝑀 + 𝑁)))
16 forn 6675 . . . . 5 ((𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–onto→(1...(𝑀 + 𝑁)) → ran (𝑆𝐶) = (1...(𝑀 + 𝑁)))
1714, 15, 163syl 18 . . . 4 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ran (𝑆𝐶) = (1...(𝑀 + 𝑁)))
1812, 17sseqtrid 3969 . . 3 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝑆𝐶) “ 𝐶) ⊆ (1...(𝑀 + 𝑁)))
1911, 18eqsstrd 3955 . 2 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑅𝐶) ⊆ (1...(𝑀 + 𝑁)))
20 f1of1 6699 . . . . . . 7 ((𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1-onto→(1...(𝑀 + 𝑁)) → (𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1→(1...(𝑀 + 𝑁)))
2114, 20syl 17 . . . . . 6 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1→(1...(𝑀 + 𝑁)))
22 eldifi 4057 . . . . . . . 8 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → 𝐶𝑂)
231, 2, 3ballotlemelo 32354 . . . . . . . 8 (𝐶𝑂 ↔ (𝐶 ⊆ (1...(𝑀 + 𝑁)) ∧ (♯‘𝐶) = 𝑀))
2422, 23sylib 217 . . . . . . 7 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝐶 ⊆ (1...(𝑀 + 𝑁)) ∧ (♯‘𝐶) = 𝑀))
2524simpld 494 . . . . . 6 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → 𝐶 ⊆ (1...(𝑀 + 𝑁)))
26 id 22 . . . . . 6 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → 𝐶 ∈ (𝑂𝐸))
27 f1imaeng 8755 . . . . . 6 (((𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1→(1...(𝑀 + 𝑁)) ∧ 𝐶 ⊆ (1...(𝑀 + 𝑁)) ∧ 𝐶 ∈ (𝑂𝐸)) → ((𝑆𝐶) “ 𝐶) ≈ 𝐶)
2821, 25, 26, 27syl3anc 1369 . . . . 5 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝑆𝐶) “ 𝐶) ≈ 𝐶)
2911, 28eqbrtrd 5092 . . . 4 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑅𝐶) ≈ 𝐶)
30 hasheni 13990 . . . 4 ((𝑅𝐶) ≈ 𝐶 → (♯‘(𝑅𝐶)) = (♯‘𝐶))
3129, 30syl 17 . . 3 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (♯‘(𝑅𝐶)) = (♯‘𝐶))
3224simprd 495 . . 3 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (♯‘𝐶) = 𝑀)
3331, 32eqtrd 2778 . 2 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (♯‘(𝑅𝐶)) = 𝑀)
341, 2, 3ballotlemelo 32354 . 2 ((𝑅𝐶) ∈ 𝑂 ↔ ((𝑅𝐶) ⊆ (1...(𝑀 + 𝑁)) ∧ (♯‘(𝑅𝐶)) = 𝑀))
3519, 33, 34sylanbrc 582 1 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑅𝐶) ∈ 𝑂)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1539  wcel 2108  wral 3063  {crab 3067  cdif 3880  cin 3882  wss 3883  ifcif 4456  𝒫 cpw 4530   class class class wbr 5070  cmpt 5153  ccnv 5579  ran crn 5581  cima 5583  1-1wf1 6415  ontowfo 6416  1-1-ontowf1o 6417  cfv 6418  (class class class)co 7255  cen 8688  infcinf 9130  cr 10801  0cc0 10802  1c1 10803   + caddc 10805   < clt 10940  cle 10941  cmin 11135   / cdiv 11562  cn 11903  cz 12249  ...cfz 13168  chash 13972
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-int 4877  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-oadd 8271  df-er 8456  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-sup 9131  df-inf 9132  df-dju 9590  df-card 9628  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-nn 11904  df-2 11966  df-n0 12164  df-z 12250  df-uz 12512  df-rp 12660  df-fz 13169  df-hash 13973
This theorem is referenced by:  ballotlemfrc  32393  ballotlemfrceq  32395  ballotlemfrcn0  32396  ballotlemrc  32397
  Copyright terms: Public domain W3C validator