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

Theorem wwlksnfi 26664
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 26592 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 WWalksN 𝐺) = {𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ∣ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)})
2 df-rab 2921 . . . . . . . 8 {𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ∣ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)} = {𝑤 ∣ (𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))}
31, 2syl6eq 2676 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 WWalksN 𝐺) = {𝑤 ∣ (𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))})
43adantl 482 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 WWalksN 𝐺) = {𝑤 ∣ (𝑤 ∈ (WWalks‘𝐺) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))})
5 eqid 2626 . . . . . . . . . . 11 (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐺)
6 eqid 2626 . . . . . . . . . . 11 (Edg‘𝐺) = (Edg‘𝐺)
75, 6iswwlks 26591 . . . . . . . . . 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 740 . . . . . . . 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 2744 . . . . . . 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 1049 . . . . . . . . . . 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 730 . . . . . . . . . 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 680 . . . . . . . . . 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 2742 . . . . . . . 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 2921 . . . . . . . 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 2651 . . . . . . 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 2676 . . . . . 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 2660 . . . . 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 481 . . . 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 11278 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
2221adantl 482 . . . . . . . 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 469 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (Vtx‘𝐺) ∈ Fin) → ((Vtx‘𝐺) ∈ Fin ∧ (𝑁 + 1) ∈ ℕ0))
25 wrdnfi 13272 . . . . . 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 477 . . . . . . 7 (((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)) → (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))
2827rgenw 2924 . . . . . 6 𝑤 ∈ Word (Vtx‘𝐺)(((𝑤 ≠ ∅ ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((#‘𝑤) − 1)){(𝑤𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (#‘𝑤) = (𝑁 + 1)) → (#‘𝑤) = (𝑁 + 1))
29 ss2rab 3662 . . . . . 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 8125 . . . . 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 693 . . . 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 2704 . . 3 (((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (Vtx‘𝐺) ∈ Fin) → (𝑁 WWalksN 𝐺) ∈ Fin)
3433ex 450 . 2 ((𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((Vtx‘𝐺) ∈ Fin → (𝑁 WWalksN 𝐺) ∈ Fin))
35 wwlksnndef 26663 . . . . 5 ((𝐺 ∉ V ∨ 𝑁 ∉ ℕ0) → (𝑁 WWalksN 𝐺) = ∅)
36 ioran 511 . . . . . 6 (¬ (𝐺 ∉ V ∨ 𝑁 ∉ ℕ0) ↔ (¬ 𝐺 ∉ V ∧ ¬ 𝑁 ∉ ℕ0))
37 nnel 2908 . . . . . . 7 𝐺 ∉ V ↔ 𝐺 ∈ V)
38 nnel 2908 . . . . . . 7 𝑁 ∉ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)
3937, 38anbi12i 732 . . . . . 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 8133 . . . . 5 ∅ ∈ Fin
4342a1i 11 . . . 4 (¬ (𝐺 ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ∅ ∈ Fin)
4441, 43eqeltrd 2704 . . 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 383  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1992  {cab 2612  wne 2796  wnel 2899  wral 2912  {crab 2916  Vcvv 3191  wss 3560  c0 3896  {cpr 4155  cfv 5850  (class class class)co 6605  Fincfn 7900  0cc0 9881  1c1 9882   + caddc 9884  cmin 10211  0cn0 11237  ..^cfzo 12403  #chash 13054  Word cword 13225  Vtxcvtx 25769  Edgcedg 25834  WWalkscwwlks 26580   WWalksN cwwlksn 26581
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1841  ax-6 1890  ax-7 1937  ax-8 1994  ax-9 2001  ax-10 2021  ax-11 2036  ax-12 2049  ax-13 2250  ax-ext 2606  ax-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6903  ax-cnex 9937  ax-resscn 9938  ax-1cn 9939  ax-icn 9940  ax-addcl 9941  ax-addrcl 9942  ax-mulcl 9943  ax-mulrcl 9944  ax-mulcom 9945  ax-addass 9946  ax-mulass 9947  ax-distr 9948  ax-i2m1 9949  ax-1ne0 9950  ax-1rid 9951  ax-rnegex 9952  ax-rrecex 9953  ax-cnre 9954  ax-pre-lttri 9955  ax-pre-lttrn 9956  ax-pre-ltadd 9957  ax-pre-mulgt0 9958
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1883  df-eu 2478  df-mo 2479  df-clab 2613  df-cleq 2619  df-clel 2622  df-nfc 2756  df-ne 2797  df-nel 2900  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3193  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-int 4446  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5642  df-ord 5688  df-on 5689  df-lim 5690  df-suc 5691  df-iota 5813  df-fun 5852  df-fn 5853  df-f 5854  df-f1 5855  df-fo 5856  df-f1o 5857  df-fv 5858  df-riota 6566  df-ov 6608  df-oprab 6609  df-mpt2 6610  df-om 7014  df-1st 7116  df-2nd 7117  df-wrecs 7353  df-recs 7414  df-rdg 7452  df-1o 7506  df-2o 7507  df-oadd 7510  df-er 7688  df-map 7805  df-pm 7806  df-en 7901  df-dom 7902  df-sdom 7903  df-fin 7904  df-card 8710  df-cda 8935  df-pnf 10021  df-mnf 10022  df-xr 10023  df-ltxr 10024  df-le 10025  df-sub 10213  df-neg 10214  df-nn 10966  df-n0 11238  df-z 11323  df-uz 11632  df-fz 12266  df-fzo 12404  df-seq 12739  df-exp 12798  df-hash 13055  df-word 13233  df-wwlks 26585  df-wwlksn 26586
This theorem is referenced by:  wlksnfi  26665  hashwwlksnext  26672  wspthnfi  26678  wwlksnonfi  26679  rusgrnumwwlks  26730  clwwlknclwwlkdifnum  26735
  Copyright terms: Public domain W3C validator