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

Theorem ballotlemrv 30921
Description: Value of 𝑅 evaluated at 𝐽. (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
ballotlemrv ((𝐶 ∈ (𝑂𝐸) ∧ 𝐽 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → (𝐽 ∈ (𝑅𝐶) ↔ if(𝐽 ≤ (𝐼𝐶), (((𝐼𝐶) + 1) − 𝐽), 𝐽) ∈ 𝐶))
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   𝑘,𝐽   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)   𝐽(𝑥,𝑖,𝑐)   𝑀(𝑥)   𝑁(𝑥)   𝑂(𝑥)

Proof of Theorem ballotlemrv
StepHypRef Expression
1 simpl 468 . . . 4 ((𝐶 ∈ (𝑂𝐸) ∧ 𝐽 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → 𝐶 ∈ (𝑂𝐸))
2 ballotth.m . . . . . 6 𝑀 ∈ ℕ
3 ballotth.n . . . . . 6 𝑁 ∈ ℕ
4 ballotth.o . . . . . 6 𝑂 = {𝑐 ∈ 𝒫 (1...(𝑀 + 𝑁)) ∣ (♯‘𝑐) = 𝑀}
5 ballotth.p . . . . . 6 𝑃 = (𝑥 ∈ 𝒫 𝑂 ↦ ((♯‘𝑥) / (♯‘𝑂)))
6 ballotth.f . . . . . 6 𝐹 = (𝑐𝑂 ↦ (𝑖 ∈ ℤ ↦ ((♯‘((1...𝑖) ∩ 𝑐)) − (♯‘((1...𝑖) ∖ 𝑐)))))
7 ballotth.e . . . . . 6 𝐸 = {𝑐𝑂 ∣ ∀𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))0 < ((𝐹𝑐)‘𝑖)}
8 ballotth.mgtn . . . . . 6 𝑁 < 𝑀
9 ballotth.i . . . . . 6 𝐼 = (𝑐 ∈ (𝑂𝐸) ↦ inf({𝑘 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)) ∣ ((𝐹𝑐)‘𝑘) = 0}, ℝ, < ))
10 ballotth.s . . . . . 6 𝑆 = (𝑐 ∈ (𝑂𝐸) ↦ (𝑖 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)) ↦ if(𝑖 ≤ (𝐼𝑐), (((𝐼𝑐) + 1) − 𝑖), 𝑖)))
112, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10ballotlemsf1o 30915 . . . . 5 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1-onto→(1...(𝑀 + 𝑁)) ∧ (𝑆𝐶) = (𝑆𝐶)))
1211simpld 482 . . . 4 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1-onto→(1...(𝑀 + 𝑁)))
13 f1ofun 6280 . . . 4 ((𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1-onto→(1...(𝑀 + 𝑁)) → Fun (𝑆𝐶))
141, 12, 133syl 18 . . 3 ((𝐶 ∈ (𝑂𝐸) ∧ 𝐽 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → Fun (𝑆𝐶))
15 simpr 471 . . . 4 ((𝐶 ∈ (𝑂𝐸) ∧ 𝐽 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → 𝐽 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁)))
16 f1odm 6282 . . . . 5 ((𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1-onto→(1...(𝑀 + 𝑁)) → dom (𝑆𝐶) = (1...(𝑀 + 𝑁)))
171, 12, 163syl 18 . . . 4 ((𝐶 ∈ (𝑂𝐸) ∧ 𝐽 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → dom (𝑆𝐶) = (1...(𝑀 + 𝑁)))
1815, 17eleqtrrd 2853 . . 3 ((𝐶 ∈ (𝑂𝐸) ∧ 𝐽 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → 𝐽 ∈ dom (𝑆𝐶))
19 fvimacnv 6475 . . 3 ((Fun (𝑆𝐶) ∧ 𝐽 ∈ dom (𝑆𝐶)) → (((𝑆𝐶)‘𝐽) ∈ 𝐶𝐽 ∈ ((𝑆𝐶) “ 𝐶)))
2014, 18, 19syl2anc 573 . 2 ((𝐶 ∈ (𝑂𝐸) ∧ 𝐽 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → (((𝑆𝐶)‘𝐽) ∈ 𝐶𝐽 ∈ ((𝑆𝐶) “ 𝐶)))
212, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10ballotlemsv 30911 . . 3 ((𝐶 ∈ (𝑂𝐸) ∧ 𝐽 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → ((𝑆𝐶)‘𝐽) = if(𝐽 ≤ (𝐼𝐶), (((𝐼𝐶) + 1) − 𝐽), 𝐽))
2221eleq1d 2835 . 2 ((𝐶 ∈ (𝑂𝐸) ∧ 𝐽 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → (((𝑆𝐶)‘𝐽) ∈ 𝐶 ↔ if(𝐽 ≤ (𝐼𝐶), (((𝐼𝐶) + 1) − 𝐽), 𝐽) ∈ 𝐶))
2311simprd 483 . . . . . 6 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑆𝐶) = (𝑆𝐶))
2423imaeq1d 5606 . . . . 5 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝑆𝐶) “ 𝐶) = ((𝑆𝐶) “ 𝐶))
25 ballotth.r . . . . . 6 𝑅 = (𝑐 ∈ (𝑂𝐸) ↦ ((𝑆𝑐) “ 𝑐))
262, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 25ballotlemrval 30919 . . . . 5 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑅𝐶) = ((𝑆𝐶) “ 𝐶))
2724, 26eqtr4d 2808 . . . 4 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝑆𝐶) “ 𝐶) = (𝑅𝐶))
2827eleq2d 2836 . . 3 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝐽 ∈ ((𝑆𝐶) “ 𝐶) ↔ 𝐽 ∈ (𝑅𝐶)))
291, 28syl 17 . 2 ((𝐶 ∈ (𝑂𝐸) ∧ 𝐽 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → (𝐽 ∈ ((𝑆𝐶) “ 𝐶) ↔ 𝐽 ∈ (𝑅𝐶)))
3020, 22, 293bitr3rd 299 1 ((𝐶 ∈ (𝑂𝐸) ∧ 𝐽 ∈ (1...(𝑀 + 𝑁))) → (𝐽 ∈ (𝑅𝐶) ↔ if(𝐽 ≤ (𝐼𝐶), (((𝐼𝐶) + 1) − 𝐽), 𝐽) ∈ 𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 382   = wceq 1631  wcel 2145  wral 3061  {crab 3065  cdif 3720  cin 3722  ifcif 4225  𝒫 cpw 4297   class class class wbr 4786  cmpt 4863  ccnv 5248  dom cdm 5249  cima 5252  Fun wfun 6025  1-1-ontowf1o 6030  cfv 6031  (class class class)co 6793  infcinf 8503  cr 10137  0cc0 10138  1c1 10139   + caddc 10141   < clt 10276  cle 10277  cmin 10468   / cdiv 10886  cn 11222  cz 11579  ...cfz 12533  chash 13321
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-rep 4904  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pow 4974  ax-pr 5034  ax-un 7096  ax-cnex 10194  ax-resscn 10195  ax-1cn 10196  ax-icn 10197  ax-addcl 10198  ax-addrcl 10199  ax-mulcl 10200  ax-mulrcl 10201  ax-mulcom 10202  ax-addass 10203  ax-mulass 10204  ax-distr 10205  ax-i2m1 10206  ax-1ne0 10207  ax-1rid 10208  ax-rnegex 10209  ax-rrecex 10210  ax-cnre 10211  ax-pre-lttri 10212  ax-pre-lttrn 10213  ax-pre-ltadd 10214  ax-pre-mulgt0 10215
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 835  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4226  df-pw 4299  df-sn 4317  df-pr 4319  df-tp 4321  df-op 4323  df-uni 4575  df-int 4612  df-iun 4656  df-br 4787  df-opab 4847  df-mpt 4864  df-tr 4887  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-riota 6754  df-ov 6796  df-oprab 6797  df-mpt2 6798  df-om 7213  df-1st 7315  df-2nd 7316  df-wrecs 7559  df-recs 7621  df-rdg 7659  df-1o 7713  df-oadd 7717  df-er 7896  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-fin 8113  df-sup 8504  df-inf 8505  df-card 8965  df-cda 9192  df-pnf 10278  df-mnf 10279  df-xr 10280  df-ltxr 10281  df-le 10282  df-sub 10470  df-neg 10471  df-nn 11223  df-2 11281  df-n0 11495  df-z 11580  df-uz 11889  df-rp 12036  df-fz 12534  df-hash 13322
This theorem is referenced by:  ballotlemrv1  30922  ballotlemrv2  30923
  Copyright terms: Public domain W3C validator