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

Theorem ballotlemscr 30921
Description: The image of (𝑅𝐶) by (𝑆𝐶). (Contributed by Thierry Arnoux, 21-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
ballotlemscr (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝑆𝐶) “ (𝑅𝐶)) = 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   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 ballotlemscr
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 30920 . . 3 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑅𝐶) = ((𝑆𝐶) “ 𝐶))
1211imaeq2d 5608 . 2 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝑆𝐶) “ (𝑅𝐶)) = ((𝑆𝐶) “ ((𝑆𝐶) “ 𝐶)))
131, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9ballotlemsf1o 30916 . . . 4 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1-onto→(1...(𝑀 + 𝑁)) ∧ (𝑆𝐶) = (𝑆𝐶)))
1413simprd 479 . . 3 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑆𝐶) = (𝑆𝐶))
1514imaeq1d 5607 . 2 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝑆𝐶) “ ((𝑆𝐶) “ 𝐶)) = ((𝑆𝐶) “ ((𝑆𝐶) “ 𝐶)))
1613simpld 478 . . . 4 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1-onto→(1...(𝑀 + 𝑁)))
17 f1of1 6278 . . . 4 ((𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1-onto→(1...(𝑀 + 𝑁)) → (𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1→(1...(𝑀 + 𝑁)))
1816, 17syl 17 . . 3 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → (𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1→(1...(𝑀 + 𝑁)))
19 eldifi 3884 . . . 4 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → 𝐶𝑂)
201, 2, 3ballotlemelo 30890 . . . . 5 (𝐶𝑂 ↔ (𝐶 ⊆ (1...(𝑀 + 𝑁)) ∧ (♯‘𝐶) = 𝑀))
2120simplbi 481 . . . 4 (𝐶𝑂𝐶 ⊆ (1...(𝑀 + 𝑁)))
2219, 21syl 17 . . 3 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → 𝐶 ⊆ (1...(𝑀 + 𝑁)))
23 f1imacnv 6295 . . 3 (((𝑆𝐶):(1...(𝑀 + 𝑁))–1-1→(1...(𝑀 + 𝑁)) ∧ 𝐶 ⊆ (1...(𝑀 + 𝑁))) → ((𝑆𝐶) “ ((𝑆𝐶) “ 𝐶)) = 𝐶)
2418, 22, 23syl2anc 567 . 2 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝑆𝐶) “ ((𝑆𝐶) “ 𝐶)) = 𝐶)
2512, 15, 243eqtr2d 2811 1 (𝐶 ∈ (𝑂𝐸) → ((𝑆𝐶) “ (𝑅𝐶)) = 𝐶)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4   = wceq 1631  wcel 2145  wral 3061  {crab 3065  cdif 3721  cin 3723  wss 3724  ifcif 4226  𝒫 cpw 4298   class class class wbr 4787  cmpt 4864  ccnv 5249  cima 5253  1-1wf1 6029  1-1-ontowf1o 6031  cfv 6032  (class class class)co 6794  infcinf 8504  cr 10138  0cc0 10139  1c1 10140   + caddc 10142   < clt 10277  cle 10278  cmin 10469   / cdiv 10887  cn 11223  cz 11580  ...cfz 12534  chash 13322
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 4905  ax-sep 4916  ax-nul 4924  ax-pow 4975  ax-pr 5035  ax-un 7097  ax-cnex 10195  ax-resscn 10196  ax-1cn 10197  ax-icn 10198  ax-addcl 10199  ax-addrcl 10200  ax-mulcl 10201  ax-mulrcl 10202  ax-mulcom 10203  ax-addass 10204  ax-mulass 10205  ax-distr 10206  ax-i2m1 10207  ax-1ne0 10208  ax-1rid 10209  ax-rnegex 10210  ax-rrecex 10211  ax-cnre 10212  ax-pre-lttri 10213  ax-pre-lttrn 10214  ax-pre-ltadd 10215  ax-pre-mulgt0 10216
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 829  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 3589  df-csb 3684  df-dif 3727  df-un 3729  df-in 3731  df-ss 3738  df-pss 3740  df-nul 4065  df-if 4227  df-pw 4300  df-sn 4318  df-pr 4320  df-tp 4322  df-op 4324  df-uni 4576  df-int 4613  df-iun 4657  df-br 4788  df-opab 4848  df-mpt 4865  df-tr 4888  df-id 5158  df-eprel 5163  df-po 5171  df-so 5172  df-fr 5209  df-we 5211  df-xp 5256  df-rel 5257  df-cnv 5258  df-co 5259  df-dm 5260  df-rn 5261  df-res 5262  df-ima 5263  df-pred 5824  df-ord 5870  df-on 5871  df-lim 5872  df-suc 5873  df-iota 5995  df-fun 6034  df-fn 6035  df-f 6036  df-f1 6037  df-fo 6038  df-f1o 6039  df-fv 6040  df-riota 6755  df-ov 6797  df-oprab 6798  df-mpt2 6799  df-om 7214  df-1st 7316  df-2nd 7317  df-wrecs 7560  df-recs 7622  df-rdg 7660  df-1o 7714  df-oadd 7718  df-er 7897  df-en 8111  df-dom 8112  df-sdom 8113  df-fin 8114  df-sup 8505  df-inf 8506  df-card 8966  df-cda 9193  df-pnf 10279  df-mnf 10280  df-xr 10281  df-ltxr 10282  df-le 10283  df-sub 10471  df-neg 10472  df-nn 11224  df-2 11282  df-n0 11496  df-z 11581  df-uz 11890  df-rp 12037  df-fz 12535  df-hash 13323
This theorem is referenced by:  ballotlemfrc  30929
  Copyright terms: Public domain W3C validator