MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  wwlksnfi Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem wwlksnfi 26869
Description: The number of walks represented by words of fixed length is finite if the number of vertices is finite (in the graph). (Contributed by Alexander van der Vekens, 30-Jul-2018.) (Revised by AV, 19-Apr-2021.)
Assertion
Ref Expression
wwlksnfi ((Vtx‘𝐺) ∈ Fin → (𝑁 WWalksN 𝐺) ∈ Fin)

Proof of Theorem wwlksnfi
Dummy variables 𝑖 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 wwlksn 26785 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 WWalksN 𝐺) = {𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ∣ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)})
2 df-rab 2950 . . . . . . . 8 {𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ∣ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)} = {𝑤 ∣ (𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))}
31, 2syl6eq 2701 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 WWalksN 𝐺) = {𝑤 ∣ (𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))})
43adantl 481 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 WWalksN 𝐺) = {𝑤 ∣ (𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))})
5 eqid 2651 . . . . . . . . . . 11 (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐺)
6 eqid 2651 . . . . . . . . . . 11 (Edg‘𝐺) = (Edg‘𝐺)
75, 6iswwlks 26784 . . . . . . . . . 10 (𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ↔ (𝑤 ≠ ∅ ∧ 𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)))
87a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ↔ (𝑤 ≠ ∅ ∧ 𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺))))
98anbi1d 741 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)) ↔ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ 𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))))
109abbidv 2770 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → {𝑤 ∣ (𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))} = {𝑤 ∣ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ 𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))})
11 3anan12 1069 . . . . . . . . . . 11 ((𝑤 ≠ ∅ ∧ 𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ↔ (𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺))))
1211anbi1i 731 . . . . . . . . . 10 (((𝑤 ≠ ∅ ∧ 𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)) ↔ ((𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)))
13 anass 682 . . . . . . . . . 10 (((𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)) ↔ (𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))))
1412, 13bitri 264 . . . . . . . . 9 (((𝑤 ≠ ∅ ∧ 𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)) ↔ (𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))))
1514abbii 2768 . . . . . . . 8 {𝑤 ∣ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ 𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))} = {𝑤 ∣ (𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)))}
16 df-rab 2950 . . . . . . . 8 {𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))} = {𝑤 ∣ (𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)))}
1715, 16eqtr4i 2676 . . . . . . 7 {𝑤 ∣ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ 𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))} = {𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))}
1810, 17syl6eq 2701 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → {𝑤 ∣ (𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))} = {𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))})
194, 18eqtrd 2685 . . . . 5 ((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 WWalksN 𝐺) = {𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))})
2019adantr 480 . . . 4 (((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (Vtx‘𝐺) ∈ Fin) → (𝑁 WWalksN 𝐺) = {𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))})
21 peano2nn0 11371 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
2221adantl 481 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
2322anim2i 592 . . . . . . 7 (((Vtx‘𝐺) ∈ Fin ∧ (𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0)) → ((Vtx‘𝐺) ∈ Fin ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℕ0))
2423ancoms 468 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (Vtx‘𝐺) ∈ Fin) → ((Vtx‘𝐺) ∈ Fin ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℕ0))
25 wrdnfi 13370 . . . . . 6 (((Vtx‘𝐺) ∈ Fin ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℕ0) → {𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)} ∈ Fin)
2624, 25syl 17 . . . . 5 (((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (Vtx‘𝐺) ∈ Fin) → {𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)} ∈ Fin)
27 simpr 476 . . . . . . 7 (((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)) → (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))
2827rgenw 2953 . . . . . 6 𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺)(((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)) → (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))
29 ss2rab 3711 . . . . . 6 ({𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))} ⊆ {𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)} ↔ ∀𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺)(((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)) → (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)))
3028, 29mpbir 221 . . . . 5 {𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))} ⊆ {𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)}
31 ssfi 8221 . . . . 5 (({𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)} ∈ Fin ∧ {𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))} ⊆ {𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)}) → {𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))} ∈ Fin)
3226, 30, 31sylancl 695 . . . 4 (((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (Vtx‘𝐺) ∈ Fin) → {𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∣ ((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))} ∈ Fin)
3320, 32eqeltrd 2730 . . 3 (((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (Vtx‘𝐺) ∈ Fin) → (𝑁 WWalksN 𝐺) ∈ Fin)
3433ex 449 . 2 ((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((Vtx‘𝐺) ∈ Fin → (𝑁 WWalksN 𝐺) ∈ Fin))
35 wwlksnndef 26868 . . . . 5 ((𝐺 ∉ V ∨ 𝑁 ∉ ℕ0) → (𝑁 WWalksN 𝐺) = ∅)
36 ioran 510 . . . . . 6 (¬ (𝐺 ∉ V ∨ 𝑁 ∉ ℕ0) ↔ (¬ 𝐺 ∉ V ∧ ¬ 𝑁 ∉ ℕ0))
37 nnel 2935 . . . . . . 7 𝐺 ∉ V ↔ 𝐺 ∈ V)
38 nnel 2935 . . . . . . 7 𝑁 ∉ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)
3937, 38anbi12i 733 . . . . . 6 ((¬ 𝐺 ∉ V ∧ ¬ 𝑁 ∉ ℕ0) ↔ (𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0))
4036, 39sylbb 209 . . . . 5 (¬ (𝐺 ∉ V ∨ 𝑁 ∉ ℕ0) → (𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0))
4135, 40nsyl4 156 . . . 4 (¬ (𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 WWalksN 𝐺) = ∅)
42 0fin 8229 . . . . 5 ∅ ∈ Fin
4342a1i 11 . . . 4 (¬ (𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ∅ ∈ Fin)
4441, 43eqeltrd 2730 . . 3 (¬ (𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 WWalksN 𝐺) ∈ Fin)
4544a1d 25 . 2 (¬ (𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((Vtx‘𝐺) ∈ Fin → (𝑁 WWalksN 𝐺) ∈ Fin))
4634, 45pm2.61i 176 1 ((Vtx‘𝐺) ∈ Fin → (𝑁 WWalksN 𝐺) ∈ Fin)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wo 382  wa 383  w3a 1054   = wceq 1523  wcel 2030  {cab 2637  wne 2823  wnel 2926  wral 2941  {crab 2945  Vcvv 3231  wss 3607  c0 3948  {cpr 4212  cfv 5926  (class class class)co 6690  Fincfn 7997  0cc0 9974  1c1 9975   + caddc 9977  cmin 10304  0cn0 11330  ..^cfzo 12504  #chash 13157  Word cword 13323  Vtxcvtx 25919  Edgcedg 25984  WWalkscwwlks 26773   WWalksN cwwlksn 26774
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-2o 7606  df-oadd 7609  df-er 7787  df-map 7901  df-pm 7902  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-card 8803  df-cda 9028  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-nn 11059  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-seq 12842  df-exp 12901  df-hash 13158  df-word 13331  df-wwlks 26778  df-wwlksn 26779
This theorem is referenced by:  wlksnfi  26870  hashwwlksnext  26877  wspthnfi  26884  wwlksnonfi  26885  rusgrnumwwlks  26941  clwwlknclwwlkdifnum  26946  clwwlknclwwlkdifnumOLD  26948
  Copyright terms: Public domain W3C validator