Theorem vtxdumgrfival 16104

Description: The value of the vertex degree function for a finite multigraph. (Contributed by Alexander van der Vekens, 20-Dec-2017.) (Revised by AV, 23-Feb-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
vtxdlfgrval.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
vtxdlfgrval.i	⊢ 𝐼 = (iEdg‘𝐺)
vtxdlfgrval.a	⊢ 𝐴 = dom 𝐼
vtxdlfgrval.d	⊢ 𝐷 = (VtxDeg‘𝐺)
vtxdumgrfival.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ UMGraph)
vtxdumgrfival.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝑉)
vtxdumgrfival.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
vtxdumgrfival.v	⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ Fin)

Assertion

Ref	Expression
vtxdumgrfival	⊢ (𝜑 → (𝐷‘𝑈) = (♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ 𝑈 ∈ (𝐼‘𝑥)}))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐺   𝑥,𝐼   𝑥,𝑈   𝑥,𝑉

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝐷(𝑥)

Proof of Theorem vtxdumgrfival

Dummy variables 𝑦 𝑢 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		vtxdlfgrval.d	. . . 4 ⊢ 𝐷 = (VtxDeg‘𝐺)
2	1	fveq1i 5636	. . 3 ⊢ (𝐷‘𝑈) = ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑈)
3		vtxdlfgrval.v	. . . 4 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
4		vtxdlfgrval.i	. . . 4 ⊢ 𝐼 = (iEdg‘𝐺)
5		vtxdlfgrval.a	. . . 4 ⊢ 𝐴 = dom 𝐼
6		vtxdumgrfival.a	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
7		vtxdumgrfival.v	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ Fin)
8		vtxdumgrfival.u	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝑉)
9		vtxdumgrfival.g	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ UMGraph)
10		umgrupgr 15953	. . . . 5 ⊢ (𝐺 ∈ UMGraph → 𝐺 ∈ UPGraph)
11	9, 10	syl 14	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ UPGraph)
12	3, 4, 5, 6, 7, 8, 11	vtxdgfifival 16097	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑈) = ((♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ 𝑈 ∈ (𝐼‘𝑥)}) + (♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑥) = {𝑈}})))
13	2, 12	eqtrid 2274	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐷‘𝑈) = ((♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ 𝑈 ∈ (𝐼‘𝑥)}) + (♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑥) = {𝑈}})))
14		fveqeq2 5644	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝐼‘𝑥) = {𝑈} ↔ (𝐼‘𝑦) = {𝑈}))
15	14	cbvrabv 2799	. . . . . 6 ⊢ {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑥) = {𝑈}} = {𝑦 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑦) = {𝑈}}
16		sneq 3678	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑢 = 𝑈 → {𝑢} = {𝑈})
17	16	eqeq2d 2241	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑢 = 𝑈 → ((𝐼‘𝑦) = {𝑢} ↔ (𝐼‘𝑦) = {𝑈}))
18	17	spcegv 2892	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑈 ∈ 𝑉 → ((𝐼‘𝑦) = {𝑈} → ∃𝑢(𝐼‘𝑦) = {𝑢}))
19	8, 18	syl 14	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((𝐼‘𝑦) = {𝑈} → ∃𝑢(𝐼‘𝑦) = {𝑢}))
20		en1 6968	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐼‘𝑦) ≈ 1o ↔ ∃𝑢(𝐼‘𝑦) = {𝑢})
21	19, 20	imbitrrdi 162	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝐼‘𝑦) = {𝑈} → (𝐼‘𝑦) ≈ 1o))
22	21	ralrimivw 2604	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ∀𝑦 ∈ 𝐴 ((𝐼‘𝑦) = {𝑈} → (𝐼‘𝑦) ≈ 1o))
23		ss2rab 3301	. . . . . . . . 9 ⊢ ({𝑦 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑦) = {𝑈}} ⊆ {𝑦 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑦) ≈ 1o} ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐴 ((𝐼‘𝑦) = {𝑈} → (𝐼‘𝑦) ≈ 1o))
24	22, 23	sylibr 134	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → {𝑦 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑦) = {𝑈}} ⊆ {𝑦 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑦) ≈ 1o})
25		fveq2 5635	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐼‘𝑥) = (𝐼‘𝑦))
26	25	breq1d 4096	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝐼‘𝑥) ≈ 1o ↔ (𝐼‘𝑦) ≈ 1o))
27	26	cbvrabv 2799	. . . . . . . . 9 ⊢ {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑥) ≈ 1o} = {𝑦 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑦) ≈ 1o}
28	3, 4	umgrislfupgrdom 15970	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐺 ∈ UMGraph ↔ (𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐼:dom 𝐼⟶{𝑥 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ 2o ≼ 𝑥}))
29	9, 28	sylib 122	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐼:dom 𝐼⟶{𝑥 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ 2o ≼ 𝑥}))
30	29	simprd 114	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐼:dom 𝐼⟶{𝑥 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ 2o ≼ 𝑥})
31	5	feq2i 5473	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐼:𝐴⟶{𝑥 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ 2o ≼ 𝑥} ↔ 𝐼:dom 𝐼⟶{𝑥 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ 2o ≼ 𝑥})
32	30, 31	sylibr 134	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐼:𝐴⟶{𝑥 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ 2o ≼ 𝑥})
33		eqid 2229	. . . . . . . . . . 11 ⊢ {𝑥 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ 2o ≼ 𝑥} = {𝑥 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ 2o ≼ 𝑥}
34	4, 5, 33	lfgrnloopen 15972	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐼:𝐴⟶{𝑥 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ 2o ≼ 𝑥} → {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑥) ≈ 1o} = ∅)
35	32, 34	syl 14	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑥) ≈ 1o} = ∅)
36	27, 35	eqtr3id 2276	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → {𝑦 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑦) ≈ 1o} = ∅)
37	24, 36	sseqtrd 3263	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → {𝑦 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑦) = {𝑈}} ⊆ ∅)
38		ss0 3533	. . . . . . 7 ⊢ ({𝑦 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑦) = {𝑈}} ⊆ ∅ → {𝑦 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑦) = {𝑈}} = ∅)
39	37, 38	syl 14	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → {𝑦 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑦) = {𝑈}} = ∅)
40	15, 39	eqtrid 2274	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑥) = {𝑈}} = ∅)
41	40	fveq2d 5639	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑥) = {𝑈}}) = (♯‘∅))
42		hash0 11048	. . . 4 ⊢ (♯‘∅) = 0
43	41, 42	eqtrdi 2278	. . 3 ⊢ (𝜑 → (♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑥) = {𝑈}}) = 0)
44	43	oveq2d 6029	. 2 ⊢ (𝜑 → ((♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ 𝑈 ∈ (𝐼‘𝑥)}) + (♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑥) = {𝑈}})) = ((♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ 𝑈 ∈ (𝐼‘𝑥)}) + 0))
45	3, 4, 5, 6, 7, 8, 11	vtxedgfi 16095	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ 𝑈 ∈ (𝐼‘𝑥)} ∈ Fin)
46		hashcl 11033	. . . . 5 ⊢ ({𝑥 ∈ 𝐴 ∣ 𝑈 ∈ (𝐼‘𝑥)} ∈ Fin → (♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ 𝑈 ∈ (𝐼‘𝑥)}) ∈ ℕ0)
47	45, 46	syl 14	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ 𝑈 ∈ (𝐼‘𝑥)}) ∈ ℕ0)
48	47	nn0cnd 9447	. . 3 ⊢ (𝜑 → (♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ 𝑈 ∈ (𝐼‘𝑥)}) ∈ ℂ)
49	48	addridd 8318	. 2 ⊢ (𝜑 → ((♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ 𝑈 ∈ (𝐼‘𝑥)}) + 0) = (♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ 𝑈 ∈ (𝐼‘𝑥)}))
50	13, 44, 49	3eqtrd 2266	1 ⊢ (𝜑 → (𝐷‘𝑈) = (♯‘{𝑥 ∈ 𝐴 ∣ 𝑈 ∈ (𝐼‘𝑥)}))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1395  ∃wex 1538   ∈ wcel 2200  ∀wral 2508  {crab 2512   ⊆ wss 3198  ∅c0 3492  𝒫 cpw 3650  {csn 3667   class class class wbr 4086  dom cdm 4723  ⟶wf 5320  ‘cfv 5324  (class class class)co 6013  1_oc1o 6570  2_oc2o 6571   ≈ cen 6902   ≼ cdom 6903  Fincfn 6904  0cc0 8022   + caddc 8025  ℕ₀cn0 9392  ♯chash 11027  Vtxcvtx 15853  iEdgciedg 15854  UPGraphcupgr 15932  UMGraphcumgr 15933  VtxDegcvtxdg 16092

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 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4202  ax-sep 4205  ax-nul 4213  ax-pow 4262  ax-pr 4297  ax-un 4528  ax-setind 4633  ax-iinf 4684  ax-cnex 8113  ax-resscn 8114  ax-1cn 8115  ax-1re 8116  ax-icn 8117  ax-addcl 8118  ax-addrcl 8119  ax-mulcl 8120  ax-addcom 8122  ax-mulcom 8123  ax-addass 8124  ax-mulass 8125  ax-distr 8126  ax-i2m1 8127  ax-0lt1 8128  ax-1rid 8129  ax-0id 8130  ax-rnegex 8131  ax-cnre 8133  ax-pre-ltirr 8134  ax-pre-ltwlin 8135  ax-pre-lttrn 8136  ax-pre-apti 8137  ax-pre-ltadd 8138

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rab 2517  df-v 2802  df-sbc 3030  df-csb 3126  df-dif 3200  df-un 3202  df-in 3204  df-ss 3211  df-nul 3493  df-if 3604  df-pw 3652  df-sn 3673  df-pr 3674  df-op 3676  df-uni 3892  df-int 3927  df-iun 3970  df-br 4087  df-opab 4149  df-mpt 4150  df-tr 4186  df-id 4388  df-iord 4461  df-on 4463  df-ilim 4464  df-suc 4466  df-iom 4687  df-xp 4729  df-rel 4730  df-cnv 4731  df-co 4732  df-dm 4733  df-rn 4734  df-res 4735  df-ima 4736  df-iota 5284  df-fun 5326  df-fn 5327  df-f 5328  df-f1 5329  df-fo 5330  df-f1o 5331  df-fv 5332  df-riota 5966  df-ov 6016  df-oprab 6017  df-mpo 6018  df-1st 6298  df-2nd 6299  df-recs 6466  df-frec 6552  df-1o 6577  df-2o 6578  df-er 6697  df-en 6905  df-dom 6906  df-fin 6907  df-pnf 8206  df-mnf 8207  df-xr 8208  df-ltxr 8209  df-le 8210  df-sub 8342  df-neg 8343  df-inn 9134  df-2 9192  df-3 9193  df-4 9194  df-5 9195  df-6 9196  df-7 9197  df-8 9198  df-9 9199  df-n0 9393  df-z 9470  df-dec 9602  df-uz 9746  df-xadd 9998  df-fz 10234  df-ihash 11028  df-ndx 13075  df-slot 13076  df-base 13078  df-edgf 15846  df-vtx 15855  df-iedg 15856  df-upgren 15934  df-umgren 15935  df-vtxdg 16093

This theorem is referenced by:  vtxdusgrfvedgfi  16108