Theorem clwlkclwwlk2 27781

Description: A closed walk corresponds to a closed walk as word in a simple pseudograph. (Contributed by Alexander van der Vekens, 22-Jun-2018.) (Revised by AV, 24-Apr-2021.) (Proof shortened by AV, 2-Nov-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
clwlkclwwlk.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
clwlkclwwlk.e	⊢ 𝐸 = (iEdg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
clwlkclwwlk2	⊢ ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → (∃𝑓 𝑓(ClWalks‘𝐺)(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) ↔ 𝑃 ∈ (ClWWalks‘𝐺)))

Distinct variable groups:   𝑓,𝐸   𝑃,𝑓   𝑓,𝑉   𝑓,𝐺

Proof of Theorem clwlkclwwlk2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp1 1132	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → 𝐺 ∈ USPGraph)
2		wrdsymb1 13905	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → (𝑃‘0) ∈ 𝑉)
3	2	s1cld 13957	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → ⟨“(𝑃‘0)”⟩ ∈ Word 𝑉)
4		ccatcl 13926	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ ⟨“(𝑃‘0)”⟩ ∈ Word 𝑉) → (𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) ∈ Word 𝑉)
5	3, 4	syldan 593	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → (𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) ∈ Word 𝑉)
6	5	3adant1 1126	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → (𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) ∈ Word 𝑉)
7		lencl 13883	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑃 ∈ Word 𝑉 → (♯‘𝑃) ∈ ℕ0)
8		1e2m1 11765	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 = (2 − 1)
9	8	breq1i 5073	. . . . . . . . 9 ⊢ (1 ≤ (♯‘𝑃) ↔ (2 − 1) ≤ (♯‘𝑃))
10		2re 11712	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 2 ∈ ℝ
11	10	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((♯‘𝑃) ∈ ℕ0 → 2 ∈ ℝ)
12		1red 10642	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((♯‘𝑃) ∈ ℕ0 → 1 ∈ ℝ)
13		nn0re 11907	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((♯‘𝑃) ∈ ℕ0 → (♯‘𝑃) ∈ ℝ)
14	11, 12, 13	lesubaddd 11237	. . . . . . . . 9 ⊢ ((♯‘𝑃) ∈ ℕ0 → ((2 − 1) ≤ (♯‘𝑃) ↔ 2 ≤ ((♯‘𝑃) + 1)))
15	9, 14	syl5bb 285	. . . . . . . 8 ⊢ ((♯‘𝑃) ∈ ℕ0 → (1 ≤ (♯‘𝑃) ↔ 2 ≤ ((♯‘𝑃) + 1)))
16	7, 15	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝑃 ∈ Word 𝑉 → (1 ≤ (♯‘𝑃) ↔ 2 ≤ ((♯‘𝑃) + 1)))
17	16	biimpa 479	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → 2 ≤ ((♯‘𝑃) + 1))
18		s1len 13960	. . . . . . 7 ⊢ (♯‘⟨“(𝑃‘0)”⟩) = 1
19	18	oveq2i 7167	. . . . . 6 ⊢ ((♯‘𝑃) + (♯‘⟨“(𝑃‘0)”⟩)) = ((♯‘𝑃) + 1)
20	17, 19	breqtrrdi 5108	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → 2 ≤ ((♯‘𝑃) + (♯‘⟨“(𝑃‘0)”⟩)))
21		ccatlen 13927	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ ⟨“(𝑃‘0)”⟩ ∈ Word 𝑉) → (♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) = ((♯‘𝑃) + (♯‘⟨“(𝑃‘0)”⟩)))
22	3, 21	syldan 593	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → (♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) = ((♯‘𝑃) + (♯‘⟨“(𝑃‘0)”⟩)))
23	20, 22	breqtrrd 5094	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → 2 ≤ (♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)))
24	23	3adant1 1126	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → 2 ≤ (♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)))
25		clwlkclwwlk.v	. . . 4 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
26		clwlkclwwlk.e	. . . 4 ⊢ 𝐸 = (iEdg‘𝐺)
27	25, 26	clwlkclwwlk 27780	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ (𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩))) → (∃𝑓 𝑓(ClWalks‘𝐺)(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) ↔ ((lastS‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) = ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)‘0) ∧ ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) prefix ((♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) − 1)) ∈ (ClWWalks‘𝐺))))
28	1, 6, 24, 27	syl3anc 1367	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → (∃𝑓 𝑓(ClWalks‘𝐺)(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) ↔ ((lastS‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) = ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)‘0) ∧ ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) prefix ((♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) − 1)) ∈ (ClWWalks‘𝐺))))
29		wrdlenccats1lenm1 13976	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑃 ∈ Word 𝑉 → ((♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) − 1) = (♯‘𝑃))
30	29	oveq2d 7172	. . . . . . 7 ⊢ (𝑃 ∈ Word 𝑉 → ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) prefix ((♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) − 1)) = ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) prefix (♯‘𝑃)))
31	30	adantr 483	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) prefix ((♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) − 1)) = ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) prefix (♯‘𝑃)))
32		simpl 485	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → 𝑃 ∈ Word 𝑉)
33		eqidd 2822	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → (♯‘𝑃) = (♯‘𝑃))
34		pfxccatid 14103	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ ⟨“(𝑃‘0)”⟩ ∈ Word 𝑉 ∧ (♯‘𝑃) = (♯‘𝑃)) → ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) prefix (♯‘𝑃)) = 𝑃)
35	32, 3, 33, 34	syl3anc 1367	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) prefix (♯‘𝑃)) = 𝑃)
36	31, 35	eqtr2d 2857	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → 𝑃 = ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) prefix ((♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) − 1)))
37	36	eleq1d 2897	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → (𝑃 ∈ (ClWWalks‘𝐺) ↔ ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) prefix ((♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) − 1)) ∈ (ClWWalks‘𝐺)))
38		lswccats1fst 13994	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → (lastS‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) = ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)‘0))
39	38	biantrurd 535	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → (((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) prefix ((♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) − 1)) ∈ (ClWWalks‘𝐺) ↔ ((lastS‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) = ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)‘0) ∧ ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) prefix ((♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) − 1)) ∈ (ClWWalks‘𝐺))))
40	37, 39	bitr2d 282	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → (((lastS‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) = ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)‘0) ∧ ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) prefix ((♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) − 1)) ∈ (ClWWalks‘𝐺)) ↔ 𝑃 ∈ (ClWWalks‘𝐺)))
41	40	3adant1 1126	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → (((lastS‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) = ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)‘0) ∧ ((𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) prefix ((♯‘(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩)) − 1)) ∈ (ClWWalks‘𝐺)) ↔ 𝑃 ∈ (ClWWalks‘𝐺)))
42	28, 41	bitrd 281	1 ⊢ ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 1 ≤ (♯‘𝑃)) → (∃𝑓 𝑓(ClWalks‘𝐺)(𝑃 ++ ⟨“(𝑃‘0)”⟩) ↔ 𝑃 ∈ (ClWWalks‘𝐺)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   ∧ w3a 1083   = wceq 1537  ∃wex 1780   ∈ wcel 2114   class class class wbr 5066  ‘cfv 6355  (class class class)co 7156  ℝcr 10536  0cc0 10537  1c1 10538   + caddc 10540   ≤ cle 10676   − cmin 10870  2c2 11693  ℕ₀cn0 11898  ♯chash 13691  Word cword 13862  lastSclsw 13914   ++ cconcat 13922  ⟨“cs1 13949   prefix cpfx 14032  Vtxcvtx 26781  iEdgciedg 26782  USPGraphcuspgr 26933  ClWalkscclwlks 27551  ClWWalkscclwwlk 27759

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2793  ax-rep 5190  ax-sep 5203  ax-nul 5210  ax-pow 5266  ax-pr 5330  ax-un 7461  ax-cnex 10593  ax-resscn 10594  ax-1cn 10595  ax-icn 10596  ax-addcl 10597  ax-addrcl 10598  ax-mulcl 10599  ax-mulrcl 10600  ax-mulcom 10601  ax-addass 10602  ax-mulass 10603  ax-distr 10604  ax-i2m1 10605  ax-1ne0 10606  ax-1rid 10607  ax-rnegex 10608  ax-rrecex 10609  ax-cnre 10610  ax-pre-lttri 10611  ax-pre-lttrn 10612  ax-pre-ltadd 10613  ax-pre-mulgt0 10614

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-ifp 1058  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4839  df-int 4877  df-iun 4921  df-br 5067  df-opab 5129  df-mpt 5147  df-tr 5173  df-id 5460  df-eprel 5465  df-po 5474  df-so 5475  df-fr 5514  df-we 5516  df-xp 5561  df-rel 5562  df-cnv 5563  df-co 5564  df-dm 5565  df-rn 5566  df-res 5567  df-ima 5568  df-pred 6148  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6314  df-fun 6357  df-fn 6358  df-f 6359  df-f1 6360  df-fo 6361  df-f1o 6362  df-fv 6363  df-riota 7114  df-ov 7159  df-oprab 7160  df-mpo 7161  df-om 7581  df-1st 7689  df-2nd 7690  df-wrecs 7947  df-recs 8008  df-rdg 8046  df-1o 8102  df-2o 8103  df-oadd 8106  df-er 8289  df-map 8408  df-pm 8409  df-en 8510  df-dom 8511  df-sdom 8512  df-fin 8513  df-dju 9330  df-card 9368  df-pnf 10677  df-mnf 10678  df-xr 10679  df-ltxr 10680  df-le 10681  df-sub 10872  df-neg 10873  df-nn 11639  df-2 11701  df-n0 11899  df-xnn0 11969  df-z 11983  df-uz 12245  df-rp 12391  df-fz 12894  df-fzo 13035  df-hash 13692  df-word 13863  df-lsw 13915  df-concat 13923  df-s1 13950  df-substr 14003  df-pfx 14033  df-edg 26833  df-uhgr 26843  df-upgr 26867  df-uspgr 26935  df-wlks 27381  df-clwlks 27552  df-clwwlk 27760

This theorem is referenced by:  clwlkclwwlkfo  27787