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Theorem ballotlemodife 26902
Description: Elements of  ( O 
\  E ). (Contributed by Thierry Arnoux, 7-Dec-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
ballotth.m  |-  M  e.  NN
ballotth.n  |-  N  e.  NN
ballotth.o  |-  O  =  { c  e.  ~P ( 1 ... ( M  +  N )
)  |  ( # `  c )  =  M }
ballotth.p  |-  P  =  ( x  e.  ~P O  |->  ( ( # `  x )  /  ( # `
 O ) ) )
ballotth.f  |-  F  =  ( c  e.  O  |->  ( i  e.  ZZ  |->  ( ( # `  (
( 1 ... i
)  i^i  c )
)  -  ( # `  ( ( 1 ... i )  \  c
) ) ) ) )
ballotth.e  |-  E  =  { c  e.  O  |  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `  c ) `
 i ) }
Assertion
Ref Expression
ballotlemodife  |-  ( C  e.  ( O  \  E )  <->  ( C  e.  O  /\  E. i  e.  ( 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 3359 . 2  |-  ( C  e.  ( O  \  E )  <->  ( C  e.  O  /\  -.  C  e.  E ) )
2 df-or 370 . . . 4  |-  ( ( ( C  e.  O  /\  -.  C  e.  O
)  \/  ( C  e.  O  /\  -.  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `
 C ) `  i ) ) )  <-> 
( -.  ( C  e.  O  /\  -.  C  e.  O )  ->  ( C  e.  O  /\  -.  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N )
) 0  <  (
( F `  C
) `  i )
) ) )
3 pm3.24 877 . . . . 5  |-  -.  ( C  e.  O  /\  -.  C  e.  O
)
43a1bi 337 . . . 4  |-  ( ( C  e.  O  /\  -.  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `  C ) `
 i ) )  <-> 
( -.  ( C  e.  O  /\  -.  C  e.  O )  ->  ( C  e.  O  /\  -.  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N )
) 0  <  (
( F `  C
) `  i )
) ) )
52, 4bitr4i 252 . . 3  |-  ( ( ( C  e.  O  /\  -.  C  e.  O
)  \/  ( C  e.  O  /\  -.  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `
 C ) `  i ) ) )  <-> 
( C  e.  O  /\  -.  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N )
) 0  <  (
( F `  C
) `  i )
) )
6 ballotth.m . . . . . . 7  |-  M  e.  NN
7 ballotth.n . . . . . . 7  |-  N  e.  NN
8 ballotth.o . . . . . . 7  |-  O  =  { c  e.  ~P ( 1 ... ( M  +  N )
)  |  ( # `  c )  =  M }
9 ballotth.p . . . . . . 7  |-  P  =  ( x  e.  ~P O  |->  ( ( # `  x )  /  ( # `
 O ) ) )
10 ballotth.f . . . . . . 7  |-  F  =  ( c  e.  O  |->  ( i  e.  ZZ  |->  ( ( # `  (
( 1 ... i
)  i^i  c )
)  -  ( # `  ( ( 1 ... i )  \  c
) ) ) ) )
11 ballotth.e . . . . . . 7  |-  E  =  { c  e.  O  |  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `  c ) `
 i ) }
126, 7, 8, 9, 10, 11ballotleme 26901 . . . . . 6  |-  ( C  e.  E  <->  ( C  e.  O  /\  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N )
) 0  <  (
( F `  C
) `  i )
) )
1312notbii 296 . . . . 5  |-  ( -.  C  e.  E  <->  -.  ( C  e.  O  /\  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `
 C ) `  i ) ) )
1413anbi2i 694 . . . 4  |-  ( ( C  e.  O  /\  -.  C  e.  E
)  <->  ( C  e.  O  /\  -.  ( C  e.  O  /\  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `
 C ) `  i ) ) ) )
15 ianor 488 . . . . 5  |-  ( -.  ( C  e.  O  /\  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `  C ) `
 i ) )  <-> 
( -.  C  e.  O  \/  -.  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `
 C ) `  i ) ) )
1615anbi2i 694 . . . 4  |-  ( ( C  e.  O  /\  -.  ( C  e.  O  /\  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `  C ) `
 i ) ) )  <->  ( C  e.  O  /\  ( -.  C  e.  O  \/  -.  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `  C ) `
 i ) ) ) )
17 andi 862 . . . 4  |-  ( ( C  e.  O  /\  ( -.  C  e.  O  \/  -.  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N )
) 0  <  (
( F `  C
) `  i )
) )  <->  ( ( C  e.  O  /\  -.  C  e.  O
)  \/  ( C  e.  O  /\  -.  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `
 C ) `  i ) ) ) )
1814, 16, 173bitri 271 . . 3  |-  ( ( C  e.  O  /\  -.  C  e.  E
)  <->  ( ( C  e.  O  /\  -.  C  e.  O )  \/  ( C  e.  O  /\  -.  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N )
) 0  <  (
( F `  C
) `  i )
) ) )
19 0p1e1 10454 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 0  +  1 )  =  1
2019oveq1i 6122 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 0  +  1 ) ... ( M  +  N ) )  =  ( 1 ... ( M  +  N )
)
21 0z 10678 . . . . . . . . . . . . 13  |-  0  e.  ZZ
22 fzp1ss 11527 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 0  e.  ZZ  ->  (
( 0  +  1 ) ... ( M  +  N ) ) 
C_  ( 0 ... ( M  +  N
) ) )
2321, 22ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 0  +  1 ) ... ( M  +  N ) )  C_  ( 0 ... ( M  +  N )
)
2420, 23eqsstr3i 3408 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 1 ... ( M  +  N ) )  C_  ( 0 ... ( M  +  N )
)
2524a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( C  e.  O  ->  (
1 ... ( M  +  N ) )  C_  ( 0 ... ( M  +  N )
) )
2625sseld 3376 . . . . . . . . 9  |-  ( C  e.  O  ->  (
i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) )  -> 
i  e.  ( 0 ... ( M  +  N ) ) ) )
2726imdistani 690 . . . . . . . 8  |-  ( ( C  e.  O  /\  i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) )  ->  ( C  e.  O  /\  i  e.  ( 0 ... ( M  +  N )
) ) )
28 simpl 457 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( C  e.  O  /\  j  e.  ( 0 ... ( M  +  N ) ) )  ->  C  e.  O
)
29 elfzelz 11474 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( j  e.  ( 0 ... ( M  +  N
) )  ->  j  e.  ZZ )
3029adantl 466 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( C  e.  O  /\  j  e.  ( 0 ... ( M  +  N ) ) )  ->  j  e.  ZZ )
316, 7, 8, 9, 10, 28, 30ballotlemfelz 26895 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( C  e.  O  /\  j  e.  ( 0 ... ( M  +  N ) ) )  ->  ( ( F `
 C ) `  j )  e.  ZZ )
3231zred 10768 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( C  e.  O  /\  j  e.  ( 0 ... ( M  +  N ) ) )  ->  ( ( F `
 C ) `  j )  e.  RR )
3332sbimi 1706 . . . . . . . . 9  |-  ( [ i  /  j ] ( C  e.  O  /\  j  e.  (
0 ... ( M  +  N ) ) )  ->  [ i  / 
j ] ( ( F `  C ) `
 j )  e.  RR )
34 sban 2091 . . . . . . . . . 10  |-  ( [ i  /  j ] ( C  e.  O  /\  j  e.  (
0 ... ( M  +  N ) ) )  <-> 
( [ i  / 
j ] C  e.  O  /\  [ i  /  j ] j  e.  ( 0 ... ( M  +  N
) ) ) )
35 nfv 1673 . . . . . . . . . . . 12  |-  F/ j  C  e.  O
3635sbf 2071 . . . . . . . . . . 11  |-  ( [ i  /  j ] C  e.  O  <->  C  e.  O )
37 clelsb3 2548 . . . . . . . . . . 11  |-  ( [ i  /  j ] j  e.  ( 0 ... ( M  +  N ) )  <->  i  e.  ( 0 ... ( M  +  N )
) )
3836, 37anbi12i 697 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( [ i  /  j ] C  e.  O  /\  [ i  /  j ] j  e.  ( 0 ... ( M  +  N ) ) )  <->  ( C  e.  O  /\  i  e.  ( 0 ... ( M  +  N )
) ) )
3934, 38bitri 249 . . . . . . . . 9  |-  ( [ i  /  j ] ( C  e.  O  /\  j  e.  (
0 ... ( M  +  N ) ) )  <-> 
( C  e.  O  /\  i  e.  (
0 ... ( M  +  N ) ) ) )
40 nfv 1673 . . . . . . . . . 10  |-  F/ j ( ( F `  C ) `  i
)  e.  RR
41 fveq2 5712 . . . . . . . . . . 11  |-  ( j  =  i  ->  (
( F `  C
) `  j )  =  ( ( F `
 C ) `  i ) )
4241eleq1d 2509 . . . . . . . . . 10  |-  ( j  =  i  ->  (
( ( F `  C ) `  j
)  e.  RR  <->  ( ( F `  C ) `  i )  e.  RR ) )
4340, 42sbie 2100 . . . . . . . . 9  |-  ( [ i  /  j ] ( ( F `  C ) `  j
)  e.  RR  <->  ( ( F `  C ) `  i )  e.  RR )
4433, 39, 433imtr3i 265 . . . . . . . 8  |-  ( ( C  e.  O  /\  i  e.  ( 0 ... ( M  +  N ) ) )  ->  ( ( F `
 C ) `  i )  e.  RR )
4527, 44syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( C  e.  O  /\  i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) )  ->  ( ( F `
 C ) `  i )  e.  RR )
46 0re 9407 . . . . . . . 8  |-  0  e.  RR
4746a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( ( C  e.  O  /\  i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) )  ->  0  e.  RR )
4845, 47lenltd 9541 . . . . . 6  |-  ( ( C  e.  O  /\  i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) )  ->  ( ( ( F `  C ) `
 i )  <_ 
0  <->  -.  0  <  ( ( F `  C
) `  i )
) )
4948rexbidva 2753 . . . . 5  |-  ( C  e.  O  ->  ( E. i  e.  (
1 ... ( M  +  N ) ) ( ( F `  C
) `  i )  <_  0  <->  E. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) )  -.  0  <  (
( F `  C
) `  i )
) )
50 rexnal 2747 . . . . 5  |-  ( E. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) )  -.  0  <  ( ( F `  C ) `
 i )  <->  -.  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N )
) 0  <  (
( F `  C
) `  i )
)
5149, 50syl6bb 261 . . . 4  |-  ( C  e.  O  ->  ( E. i  e.  (
1 ... ( M  +  N ) ) ( ( F `  C
) `  i )  <_  0  <->  -.  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N )
) 0  <  (
( F `  C
) `  i )
) )
5251pm5.32i 637 . . 3  |-  ( ( C  e.  O  /\  E. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) ( ( F `  C
) `  i )  <_  0 )  <->  ( C  e.  O  /\  -.  A. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N ) ) 0  <  ( ( F `
 C ) `  i ) ) )
535, 18, 523bitr4i 277 . 2  |-  ( ( C  e.  O  /\  -.  C  e.  E
)  <->  ( C  e.  O  /\  E. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N )
) ( ( F `
 C ) `  i )  <_  0
) )
541, 53bitri 249 1  |-  ( C  e.  ( O  \  E )  <->  ( C  e.  O  /\  E. i  e.  ( 1 ... ( M  +  N )
) ( ( F `
 C ) `  i )  <_  0
) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    \/ wo 368    /\ wa 369    = wceq 1369   [wsb 1700    e. wcel 1756   A.wral 2736   E.wrex 2737   {crab 2740    \ cdif 3346    i^i cin 3348    C_ wss 3349   ~Pcpw 3881   class class class wbr 4313    e. cmpt 4371   ` cfv 5439  (class class class)co 6112   RRcr 9302   0cc0 9303   1c1 9304    + caddc 9306    < clt 9439    <_ cle 9440    - cmin 9616    / cdiv 10014   NNcn 10343   ZZcz 10667   ...cfz 11458   #chash 12124
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-8 1758  ax-9 1760  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943  ax-ext 2423  ax-rep 4424  ax-sep 4434  ax-nul 4442  ax-pow 4491  ax-pr 4552  ax-un 6393  ax-cnex 9359  ax-resscn 9360  ax-1cn 9361  ax-icn 9362  ax-addcl 9363  ax-addrcl 9364  ax-mulcl 9365  ax-mulrcl 9366  ax-mulcom 9367  ax-addass 9368  ax-mulass 9369  ax-distr 9370  ax-i2m1 9371  ax-1ne0 9372  ax-1rid 9373  ax-rnegex 9374  ax-rrecex 9375  ax-cnre 9376  ax-pre-lttri 9377  ax-pre-lttrn 9378  ax-pre-ltadd 9379  ax-pre-mulgt0 9380
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2257  df-mo 2258  df-clab 2430  df-cleq 2436  df-clel 2439  df-nfc 2577  df-ne 2622  df-nel 2623  df-ral 2741  df-rex 2742  df-reu 2743  df-rab 2745  df-v 2995  df-sbc 3208  df-csb 3310  df-dif 3352  df-un 3354  df-in 3356  df-ss 3363  df-pss 3365  df-nul 3659  df-if 3813  df-pw 3883  df-sn 3899  df-pr 3901  df-tp 3903  df-op 3905  df-uni 4113  df-int 4150  df-iun 4194  df-br 4314  df-opab 4372  df-mpt 4373  df-tr 4407  df-eprel 4653  df-id 4657  df-po 4662  df-so 4663  df-fr 4700  df-we 4702  df-ord 4743  df-on 4744  df-lim 4745  df-suc 4746  df-xp 4867  df-rel 4868  df-cnv 4869  df-co 4870  df-dm 4871  df-rn 4872  df-res 4873  df-ima 4874  df-iota 5402  df-fun 5441  df-fn 5442  df-f 5443  df-f1 5444  df-fo 5445  df-f1o 5446  df-fv 5447  df-riota 6073  df-ov 6115  df-oprab 6116  df-mpt2 6117  df-om 6498  df-1st 6598  df-2nd 6599  df-recs 6853  df-rdg 6887  df-1o 6941  df-er 7122  df-en 7332  df-dom 7333  df-sdom 7334  df-fin 7335  df-card 8130  df-pnf 9441  df-mnf 9442  df-xr 9443  df-ltxr 9444  df-le 9445  df-sub 9618  df-neg 9619  df-nn 10344  df-n0 10601  df-z 10668  df-uz 10883  df-fz 11459  df-hash 12125
This theorem is referenced by:  ballotlem5  26904  ballotlemrc  26935
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