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BscThesisFormalisation.identities

theorem lemma2_3 (P Q : RateMatrix) (lambdaP lambdaQ : ) (h : (∀ (i : ), P.Q i (i + 1) = Q.Q i (i + 1) ∀ (i : ), i 0P.Q i (i - 1) Q.Q i (i - 1)) InvariantDistribution P lambdaP InvariantDistribution Q lambdaQ) :
MeanNumberInSystem P lambdaP MeanNumberInSystem Q lambdaQ
theorem lemma2_3_help (P : RateMatrix) (lambdaP : ) (h : InvariantDistribution P lambdaP) (i : ) :
P.Q (i + 2) (i + 1) 0lambdaP (i + 2) = ((P.Q (i + 1) i + P.Q (i + 1) (i + 2)) * lambdaP (i + 1) - P.Q i (i + 1) * lambdaP i) / P.Q (i + 2) (i + 1)
theorem rewrite (a b c : ) (hab : a = 0 b = c) :
a * b = a * c
theorem Nat.eq_div_of_cast_eq_div (a b c : ) (h : a = b / c) :
a = b / c
theorem lemma2_3_1 (P : RateMatrix) (lambdaP : ) :
(InvariantDistribution P lambdaP ∀ (i : ), i 0P.Q i (i - 1) 0) → (∀ (i : ), P.Q i (i + 1) 0)∀ (n : ), lambdaP n = (∏ i : Fin n, P.Q (↑i) (i + 1) / P.Q (i + 1) i) * lambdaP 0
theorem lemma2_3_3a' (P : RateMatrix) (lambdaP : ) :
InvariantDistribution P lambdaP∀ (k : ), ((∀ (i : ), i 0 i < kP.Q i (i - 1) 0) i < k, P.Q i (i + 1) 0) → n < k, lambdaP n = (∏ i : Fin n, P.Q (↑i) (i + 1) / P.Q (i + 1) i) * lambdaP 0
theorem lemma2_3_3a (P : RateMatrix) (lambdaP : ) (h : InvariantDistribution P lambdaP) (n : ) :
n 0k > n, (∀ (m : ), n < m m < kP.Q (m - 1) m 0 P.Q m (m - 1) 0)P.Q n (n - 1) = 0 P.Q k (k - 1) = 0lambdaP (n - 1) = 0∀ (m' : ), n < m' m' < klambdaP m' = (∏ i : Fin (m' - n), P.Q (i + n) (i + n + 1) / P.Q (i + n + 1) (i + n)) * lambdaP n
theorem fin_add_eq_non_add (n : ) (n_non_zero : n 0) :
Fin (n - 1 + 1) = Fin n
theorem n_sub_one_add_one_eq_n (n : ) (n_non_zero : n 0) :
n - 1 + 1 = n
theorem helper_lema (i : ) {n : } (h : i < n - 1) :
i < n
theorem helper_lema' (i : ) {n : } (h : i < n - 1) :
i + 1 < n
theorem lemma2_3_3b (P : RateMatrix) (lambdaP : ) (h'' : InvariantDistribution P lambdaP) (n : ) [NeZero n] (n_non_zero : n 0) (A : Fin n) (Indices_props : (∀ (i : ) (h : i < n - 1), A i, < A i + 1, ) ∀ (i : ) (h : i < n), A i, h 0P.Q (A i, h) (A i, h - 1) = 0) :
(∀ (i : ), P.Q i (i + 1) 0)(∀ (m : ), m 0 P.Q m (m - 1) = 0∃ (i : Fin n), m = A i)∀ (i : Fin n), A i 0lambdaP (A i - 1) = 0
theorem monotonically_increasing_imp_smaller (n : ) [NeZero n] (A : Fin n) (Indices_props : ∀ (i : ) (h : i < n - 1), A i, < A i + 1, ) (i j : Fin n) :
i > jA i > A j
theorem lemma2_3_3c (P : RateMatrix) (lambdaP : ) (h'' : InvariantDistribution P lambdaP) (n : ) [NeZero n] (n_non_zero : n 0) (A : Fin n) (Indices_props : (∀ (i : ) (h : i < n - 1), A i, < A i + 1, ) ∀ (i : ) (h : i < n), A i, h 0P.Q (A i, h) (A i, h - 1) = 0) :
(∀ (i : ), P.Q i (i + 1) 0)(∀ (m : ), m 0 P.Q m (m - 1) = 0∃ (i : Fin n), m = A i)(∃ (i : Fin n), A i 0)lambdaP 0 = 0
theorem lemma2_3_3d (P : RateMatrix) (lambdaP : ) (h'' : InvariantDistribution P lambdaP) (n : ) [NeZero n] (n_non_zero : n 0) (A : Fin n) (Indices_props : (∀ (i : ) (h : i < n - 1), A i, < A i + 1, ) ∀ (i : ) (h : i < n), A i, h 0P.Q (A i, h) (A i, h - 1) = 0) :
(∀ (i : ), P.Q i (i + 1) 0)(∀ (m : ), m 0 P.Q m (m - 1) = 0∃ (i : Fin n), m = A i)∀ (i : Fin n) (h : 1 i), lambdaP (A (Fin.subNat 1 i.castSucc h)) = 0