Theorem clwwlknonel 16427

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 16389	. . . . . 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 5670	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑊 = ∅ → (♯‘𝑊) = (♯‘∅))
6		hash0 11159	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (♯‘∅) = 0
7	5, 6	eqtrdi 2281	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑊 = ∅ → (♯‘𝑊) = 0)
8	7	adantl 277	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((♯‘𝑊) = 𝑁 ∧ 𝑊 = ∅) → (♯‘𝑊) = 0)
9	4, 8	eqtr3d 2267	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((♯‘𝑊) = 𝑁 ∧ 𝑊 = ∅) → 𝑁 = 0)
10	9	ex 115	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((♯‘𝑊) = 𝑁 → (𝑊 = ∅ → 𝑁 = 0))
11	10	necon3d 2456	. . . . . . . . . 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 16425	. . 3 ⊢ (𝑊 ∈ (𝑋(ClWWalksNOn‘𝐺)𝑁) ↔ (𝑊 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺) ∧ (𝑊‘0) = 𝑋))
21		isclwwlkn 16408	. . . 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 2203   ≠ wne 2412  ∀wral 2520  ∅c0 3508  {cpr 3690  ‘cfv 5352  (class class class)co 6050  0cc0 8127  1c1 8128   + caddc 8130   − cmin 8444  ..^cfzo 10476  ♯chash 11138  Word cword 11224  lastSclsw 11269  Vtxcvtx 16007  Edgcedg 16052  ClWWalkscclwwlk 16386   ClWWalksN cclwwlkn 16398  ClWWalksNOncclwwlknon 16421

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 2205  ax-14 2206  ax-ext 2214  ax-coll 4225  ax-sep 4228  ax-nul 4236  ax-pow 4287  ax-pr 4322  ax-un 4554  ax-setind 4659  ax-iinf 4710  ax-cnex 8218  ax-resscn 8219  ax-1cn 8220  ax-1re 8221  ax-icn 8222  ax-addcl 8223  ax-addrcl 8224  ax-mulcl 8225  ax-mulrcl 8226  ax-addcom 8227  ax-mulcom 8228  ax-addass 8229  ax-mulass 8230  ax-distr 8231  ax-i2m1 8232  ax-0lt1 8233  ax-1rid 8234  ax-0id 8235  ax-rnegex 8236  ax-precex 8237  ax-cnre 8238  ax-pre-ltirr 8239  ax-pre-ltwlin 8240  ax-pre-lttrn 8241  ax-pre-apti 8242  ax-pre-ltadd 8243  ax-pre-mulgt0 8244

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 1812  df-eu 2083  df-mo 2084  df-clab 2219  df-cleq 2225  df-clel 2228  df-nfc 2373  df-ne 2413  df-nel 2508  df-ral 2525  df-rex 2526  df-reu 2527  df-rab 2529  df-v 2815  df-sbc 3043  df-csb 3139  df-dif 3213  df-un 3215  df-in 3217  df-ss 3224  df-nul 3509  df-if 3621  df-pw 3671  df-sn 3695  df-pr 3696  df-op 3698  df-uni 3915  df-int 3950  df-iun 3993  df-br 4110  df-opab 4172  df-mpt 4173  df-tr 4209  df-id 4414  df-iord 4487  df-on 4489  df-ilim 4490  df-suc 4492  df-iom 4713  df-xp 4755  df-rel 4756  df-cnv 4757  df-co 4758  df-dm 4759  df-rn 4760  df-res 4761  df-ima 4762  df-iota 5312  df-fun 5354  df-fn 5355  df-f 5356  df-f1 5357  df-fo 5358  df-f1o 5359  df-fv 5360  df-riota 6003  df-ov 6053  df-oprab 6054  df-mpo 6055  df-1st 6334  df-2nd 6335  df-recs 6536  df-frec 6622  df-1o 6647  df-er 6767  df-map 6884  df-en 6976  df-dom 6977  df-fin 6978  df-pnf 8310  df-mnf 8311  df-xr 8312  df-ltxr 8313  df-le 8314  df-sub 8446  df-neg 8447  df-reap 8849  df-ap 8856  df-inn 9238  df-n0 9497  df-z 9578  df-uz 9854  df-fz 10343  df-fzo 10477  df-ihash 11139  df-word 11225  df-ndx 13215  df-slot 13216  df-base 13218  df-vtx 16009  df-clwwlk 16387  df-clwwlkn 16399  df-clwwlknon 16422

This theorem is referenced by:  clwwlknonex2  16434