Theorem clwwlknonel 16356

Description: Characterization of a word over the set of vertices representing a closed walk on vertex 𝑋 of (nonzero) length 𝑁 in a graph 𝐺. This theorem would not hold for 𝑁 = 0 if 𝑊 = 𝑋 = ∅. (Contributed by Alexander van der Vekens, 20-Sep-2018.) (Revised by AV, 28-May-2021.) (Revised by AV, 24-Mar-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
clwwlknonel.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
clwwlknonel.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
clwwlknonel	⊢ (𝑁 ≠ 0 → (𝑊 ∈ (𝑋(ClWWalksNOn‘𝐺)𝑁) ↔ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)){(𝑊‘𝑖), (𝑊‘(𝑖 + 1))} ∈ 𝐸 ∧ {(lastS‘𝑊), (𝑊‘0)} ∈ 𝐸) ∧ (♯‘𝑊) = 𝑁 ∧ (𝑊‘0) = 𝑋)))

Distinct variable groups:   𝑖,𝐺   𝑖,𝑊

Allowed substitution hints:   𝐸(𝑖)   𝑁(𝑖)   𝑉(𝑖)   𝑋(𝑖)

Proof of Theorem clwwlknonel

Step	Hyp	Ref	Expression
1		clwwlknonel.v	. . . . . . 7 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2		clwwlknonel.e	. . . . . . 7 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
3	1, 2	isclwwlk 16318	. . . . . 6 ⊢ (𝑊 ∈ (ClWWalks‘𝐺) ↔ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑊 ≠ ∅) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)){(𝑊‘𝑖), (𝑊‘(𝑖 + 1))} ∈ 𝐸 ∧ {(lastS‘𝑊), (𝑊‘0)} ∈ 𝐸))
4		simpl 109	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((♯‘𝑊) = 𝑁 ∧ 𝑊 = ∅) → (♯‘𝑊) = 𝑁)
5		fveq2 5648	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑊 = ∅ → (♯‘𝑊) = (♯‘∅))
6		hash0 11104	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (♯‘∅) = 0
7	5, 6	eqtrdi 2280	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑊 = ∅ → (♯‘𝑊) = 0)
8	7	adantl 277	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((♯‘𝑊) = 𝑁 ∧ 𝑊 = ∅) → (♯‘𝑊) = 0)
9	4, 8	eqtr3d 2266	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((♯‘𝑊) = 𝑁 ∧ 𝑊 = ∅) → 𝑁 = 0)
10	9	ex 115	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((♯‘𝑊) = 𝑁 → (𝑊 = ∅ → 𝑁 = 0))
11	10	necon3d 2447	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((♯‘𝑊) = 𝑁 → (𝑁 ≠ 0 → 𝑊 ≠ ∅))
12	11	impcom 125	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ≠ 0 ∧ (♯‘𝑊) = 𝑁) → 𝑊 ≠ ∅)
13	12	biantrud 304	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ≠ 0 ∧ (♯‘𝑊) = 𝑁) → (𝑊 ∈ Word 𝑉 ↔ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑊 ≠ ∅)))
14	13	bicomd 141	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ≠ 0 ∧ (♯‘𝑊) = 𝑁) → ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑊 ≠ ∅) ↔ 𝑊 ∈ Word 𝑉))
15	14	3anbi1d 1353	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ≠ 0 ∧ (♯‘𝑊) = 𝑁) → (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑊 ≠ ∅) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)){(𝑊‘𝑖), (𝑊‘(𝑖 + 1))} ∈ 𝐸 ∧ {(lastS‘𝑊), (𝑊‘0)} ∈ 𝐸) ↔ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)){(𝑊‘𝑖), (𝑊‘(𝑖 + 1))} ∈ 𝐸 ∧ {(lastS‘𝑊), (𝑊‘0)} ∈ 𝐸)))
16	3, 15	bitrid 192	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ≠ 0 ∧ (♯‘𝑊) = 𝑁) → (𝑊 ∈ (ClWWalks‘𝐺) ↔ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)){(𝑊‘𝑖), (𝑊‘(𝑖 + 1))} ∈ 𝐸 ∧ {(lastS‘𝑊), (𝑊‘0)} ∈ 𝐸)))
17	16	a1d 22	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ≠ 0 ∧ (♯‘𝑊) = 𝑁) → ((𝑊‘0) = 𝑋 → (𝑊 ∈ (ClWWalks‘𝐺) ↔ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)){(𝑊‘𝑖), (𝑊‘(𝑖 + 1))} ∈ 𝐸 ∧ {(lastS‘𝑊), (𝑊‘0)} ∈ 𝐸))))
18	17	expimpd 363	. . 3 ⊢ (𝑁 ≠ 0 → (((♯‘𝑊) = 𝑁 ∧ (𝑊‘0) = 𝑋) → (𝑊 ∈ (ClWWalks‘𝐺) ↔ (𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)){(𝑊‘𝑖), (𝑊‘(𝑖 + 1))} ∈ 𝐸 ∧ {(lastS‘𝑊), (𝑊‘0)} ∈ 𝐸))))
19	18	pm5.32rd 451	. 2 ⊢ (𝑁 ≠ 0 → ((𝑊 ∈ (ClWWalks‘𝐺) ∧ ((♯‘𝑊) = 𝑁 ∧ (𝑊‘0) = 𝑋)) ↔ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)){(𝑊‘𝑖), (𝑊‘(𝑖 + 1))} ∈ 𝐸 ∧ {(lastS‘𝑊), (𝑊‘0)} ∈ 𝐸) ∧ ((♯‘𝑊) = 𝑁 ∧ (𝑊‘0) = 𝑋))))
20		isclwwlknon 16354	. . 3 ⊢ (𝑊 ∈ (𝑋(ClWWalksNOn‘𝐺)𝑁) ↔ (𝑊 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺) ∧ (𝑊‘0) = 𝑋))
21		isclwwlkn 16337	. . . 4 ⊢ (𝑊 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺) ↔ (𝑊 ∈ (ClWWalks‘𝐺) ∧ (♯‘𝑊) = 𝑁))
22	21	anbi1i 458	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺) ∧ (𝑊‘0) = 𝑋) ↔ ((𝑊 ∈ (ClWWalks‘𝐺) ∧ (♯‘𝑊) = 𝑁) ∧ (𝑊‘0) = 𝑋))
23		anass 401	. . 3 ⊢ (((𝑊 ∈ (ClWWalks‘𝐺) ∧ (♯‘𝑊) = 𝑁) ∧ (𝑊‘0) = 𝑋) ↔ (𝑊 ∈ (ClWWalks‘𝐺) ∧ ((♯‘𝑊) = 𝑁 ∧ (𝑊‘0) = 𝑋)))
24	20, 22, 23	3bitri 206	. 2 ⊢ (𝑊 ∈ (𝑋(ClWWalksNOn‘𝐺)𝑁) ↔ (𝑊 ∈ (ClWWalks‘𝐺) ∧ ((♯‘𝑊) = 𝑁 ∧ (𝑊‘0) = 𝑋)))
25		3anass 1009	. 2 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)){(𝑊‘𝑖), (𝑊‘(𝑖 + 1))} ∈ 𝐸 ∧ {(lastS‘𝑊), (𝑊‘0)} ∈ 𝐸) ∧ (♯‘𝑊) = 𝑁 ∧ (𝑊‘0) = 𝑋) ↔ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)){(𝑊‘𝑖), (𝑊‘(𝑖 + 1))} ∈ 𝐸 ∧ {(lastS‘𝑊), (𝑊‘0)} ∈ 𝐸) ∧ ((♯‘𝑊) = 𝑁 ∧ (𝑊‘0) = 𝑋)))
26	19, 24, 25	3bitr4g 223	1 ⊢ (𝑁 ≠ 0 → (𝑊 ∈ (𝑋(ClWWalksNOn‘𝐺)𝑁) ↔ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)){(𝑊‘𝑖), (𝑊‘(𝑖 + 1))} ∈ 𝐸 ∧ {(lastS‘𝑊), (𝑊‘0)} ∈ 𝐸) ∧ (♯‘𝑊) = 𝑁 ∧ (𝑊‘0) = 𝑋)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 1005   = wceq 1398   ∈ wcel 2202   ≠ wne 2403  ∀wral 2511  ∅c0 3496  {cpr 3674  ‘cfv 5333  (class class class)co 6028  0cc0 8075  1c1 8076   + caddc 8078   − cmin 8392  ..^cfzo 10422  ♯chash 11083  Word cword 11162  lastSclsw 11207  Vtxcvtx 15936  Edgcedg 15981  ClWWalkscclwwlk 16315   ClWWalksN cclwwlkn 16327  ClWWalksNOncclwwlknon 16350

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4209  ax-sep 4212  ax-nul 4220  ax-pow 4270  ax-pr 4305  ax-un 4536  ax-setind 4641  ax-iinf 4692  ax-cnex 8166  ax-resscn 8167  ax-1cn 8168  ax-1re 8169  ax-icn 8170  ax-addcl 8171  ax-addrcl 8172  ax-mulcl 8173  ax-mulrcl 8174  ax-addcom 8175  ax-mulcom 8176  ax-addass 8177  ax-mulass 8178  ax-distr 8179  ax-i2m1 8180  ax-0lt1 8181  ax-1rid 8182  ax-0id 8183  ax-rnegex 8184  ax-precex 8185  ax-cnre 8186  ax-pre-ltirr 8187  ax-pre-ltwlin 8188  ax-pre-lttrn 8189  ax-pre-apti 8190  ax-pre-ltadd 8191  ax-pre-mulgt0 8192

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2364  df-ne 2404  df-nel 2499  df-ral 2516  df-rex 2517  df-reu 2518  df-rab 2520  df-v 2805  df-sbc 3033  df-csb 3129  df-dif 3203  df-un 3205  df-in 3207  df-ss 3214  df-nul 3497  df-if 3608  df-pw 3658  df-sn 3679  df-pr 3680  df-op 3682  df-uni 3899  df-int 3934  df-iun 3977  df-br 4094  df-opab 4156  df-mpt 4157  df-tr 4193  df-id 4396  df-iord 4469  df-on 4471  df-ilim 4472  df-suc 4474  df-iom 4695  df-xp 4737  df-rel 4738  df-cnv 4739  df-co 4740  df-dm 4741  df-rn 4742  df-res 4743  df-ima 4744  df-iota 5293  df-fun 5335  df-fn 5336  df-f 5337  df-f1 5338  df-fo 5339  df-f1o 5340  df-fv 5341  df-riota 5981  df-ov 6031  df-oprab 6032  df-mpo 6033  df-1st 6312  df-2nd 6313  df-recs 6514  df-frec 6600  df-1o 6625  df-er 6745  df-map 6862  df-en 6953  df-dom 6954  df-fin 6955  df-pnf 8258  df-mnf 8259  df-xr 8260  df-ltxr 8261  df-le 8262  df-sub 8394  df-neg 8395  df-reap 8797  df-ap 8804  df-inn 9186  df-n0 9445  df-z 9524  df-uz 9800  df-fz 10289  df-fzo 10423  df-ihash 11084  df-word 11163  df-ndx 13148  df-slot 13149  df-base 13151  df-vtx 15938  df-clwwlk 16316  df-clwwlkn 16328  df-clwwlknon 16351

This theorem is referenced by:  clwwlknonex2  16363