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Theorem ballotlemfrceq

Description: Value of F for a reverse counting ( RC ) . (Contributed by Thierry Arnoux, 27-Apr-2017)

Ref Expression
Hypotheses ballotth.m M
ballotth.n N
ballotth.o O=c𝒫1M+N|c=M
ballotth.p P=x𝒫OxO
ballotth.f F=cOi1ic1ic
ballotth.e E=cO|i1M+N0<Fci
ballotth.mgtn N<M
ballotth.i I=cOEsupk1M+N|Fck=0<
ballotth.s S=cOEi1M+NifiIcIc+1-ii
ballotth.r R=cOEScc
ballotlemg ×˙=uFin,vFinvuvu
Assertion ballotlemfrceq COEJ1ICFCSCJ1=FRCJ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ballotth.m M
2 ballotth.n N
3 ballotth.o O=c𝒫1M+N|c=M
4 ballotth.p P=x𝒫OxO
5 ballotth.f F=cOi1ic1ic
6 ballotth.e E=cO|i1M+N0<Fci
7 ballotth.mgtn N<M
8 ballotth.i I=cOEsupk1M+N|Fck=0<
9 ballotth.s S=cOEi1M+NifiIcIc+1-ii
10 ballotth.r R=cOEScc
11 ballotlemg ×˙=uFin,vFinvuvu
12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ballotlemsel1i COEJ1ICSCJ1IC
13 1zzd COEJ1IC1
14 1 2 3 4 5 6 7 8 ballotlemiex COEIC1M+NFCIC=0
15 14 adantr COEJ1ICIC1M+NFCIC=0
16 15 simpld COEJ1ICIC1M+N
17 16 elfzelzd COEJ1ICIC
18 elfzuz3 IC1M+NM+NIC
19 fzss2 M+NIC1IC1M+N
20 16 18 19 3syl COEJ1IC1IC1M+N
21 simpr COEJ1ICJ1IC
22 20 21 sseldd COEJ1ICJ1M+N
23 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ballotlemsdom COEJ1M+NSCJ1M+N
24 22 23 syldan COEJ1ICSCJ1M+N
25 24 elfzelzd COEJ1ICSCJ
26 fzsubel 1ICSCJ1SCJ1ICSCJ111IC1
27 13 17 25 13 26 syl22anc COEJ1ICSCJ1ICSCJ111IC1
28 12 27 mpbid COEJ1ICSCJ111IC1
29 1m1e0 11=0
30 29 oveq1i 11IC1=0IC1
31 28 30 eleqtrdi COEJ1ICSCJ10IC1
32 14 simpld COEIC1M+N
33 32 elfzelzd COEIC
34 1zzd COE1
35 33 34 zsubcld COEIC1
36 nnaddcl MNM+N
37 1 2 36 mp2an M+N
38 37 nnzi M+N
39 38 a1i COEM+N
40 elfzle2 IC1M+NICM+N
41 32 40 syl COEICM+N
42 zlem1lt ICM+NICM+NIC1<M+N
43 33 39 42 syl2anc COEICM+NIC1<M+N
44 35 zred COEIC1
45 39 zred COEM+N
46 ltle IC1M+NIC1<M+NIC1M+N
47 44 45 46 syl2anc COEIC1<M+NIC1M+N
48 43 47 sylbid COEICM+NIC1M+N
49 41 48 mpd COEIC1M+N
50 eluz2 M+NIC1IC1M+NIC1M+N
51 35 39 49 50 syl3anbrc COEM+NIC1
52 fzss2 M+NIC10IC10M+N
53 51 52 syl COE0IC10M+N
54 53 sselda COESCJ10IC1SCJ10M+N
55 31 54 syldan COEJ1ICSCJ10M+N
56 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ballotlemfg COESCJ10M+NFCSCJ1=C×˙1SCJ1
57 55 56 syldan COEJ1ICFCSCJ1=C×˙1SCJ1
58 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ballotlemfrc COEJ1ICFRCJ=C×˙SCJIC
59 57 58 oveq12d COEJ1ICFCSCJ1+FRCJ=C×˙1SCJ1+C×˙SCJIC
60 fzsplit3 SCJ1IC1IC=1SCJ1SCJIC
61 12 60 syl COEJ1IC1IC=1SCJ1SCJIC
62 61 oveq2d COEJ1ICC×˙1IC=C×˙1SCJ1SCJIC
63 fz1ssfz0 1M+N0M+N
64 63 sseli IC1M+NIC0M+N
65 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ballotlemfg COEIC0M+NFCIC=C×˙1IC
66 64 65 sylan2 COEIC1M+NFCIC=C×˙1IC
67 16 66 syldan COEJ1ICFCIC=C×˙1IC
68 15 simprd COEJ1ICFCIC=0
69 67 68 eqtr3d COEJ1ICC×˙1IC=0
70 fzfi 1M+NFin
71 eldifi COECO
72 1 2 3 ballotlemelo COC1M+NC=M
73 72 simplbi COC1M+N
74 71 73 syl COEC1M+N
75 ssfi 1M+NFinC1M+NCFin
76 70 74 75 sylancr COECFin
77 76 adantr COEJ1ICCFin
78 fzfid COEJ1IC1SCJ1Fin
79 fzfid COEJ1ICSCJICFin
80 25 zred COEJ1ICSCJ
81 ltm1 SCJSCJ1<SCJ
82 fzdisj SCJ1<SCJ1SCJ1SCJIC=
83 80 81 82 3syl COEJ1IC1SCJ1SCJIC=
84 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 77 78 79 83 ballotlemgun COEJ1ICC×˙1SCJ1SCJIC=C×˙1SCJ1+C×˙SCJIC
85 62 69 84 3eqtr3rd COEJ1ICC×˙1SCJ1+C×˙SCJIC=0
86 59 85 eqtrd COEJ1ICFCSCJ1+FRCJ=0
87 71 adantr COEJ1ICCO
88 25 13 zsubcld COEJ1ICSCJ1
89 1 2 3 4 5 87 88 ballotlemfelz COEJ1ICFCSCJ1
90 89 zcnd COEJ1ICFCSCJ1
91 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ballotlemro COERCO
92 91 adantr COEJ1ICRCO
93 21 elfzelzd COEJ1ICJ
94 1 2 3 4 5 92 93 ballotlemfelz COEJ1ICFRCJ
95 94 zcnd COEJ1ICFRCJ
96 addeq0 FCSCJ1FRCJFCSCJ1+FRCJ=0FCSCJ1=FRCJ
97 90 95 96 syl2anc COEJ1ICFCSCJ1+FRCJ=0FCSCJ1=FRCJ
98 86 97 mpbid COEJ1ICFCSCJ1=FRCJ