Theorem vtxlpfi 16214

Description: In a finite graph, the number of loops from a given vertex is finite. (Contributed by Jim Kingdon, 16-Feb-2026.)

Hypotheses

Ref	Expression
vtxdgval.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
vtxdgval.i	⊢ 𝐼 = (iEdg‘𝐺)
vtxdgval.a	⊢ 𝐴 = dom 𝐼
vtxdgfifival.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
vtxdgfifival.v	⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ Fin)
vtxdgfifival.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝑉)
vtxdgfifival.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ UPGraph)

Assertion

Ref	Expression
vtxlpfi	⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑥) = {𝑈}} ∈ Fin)

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

Allowed substitution hint:   𝜑(𝑥)

Proof of Theorem vtxlpfi

Dummy variables 𝑟 𝑝 𝑞 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		vtxdgfifival.a	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
2		vtxdgfifival.v	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ Fin)
3	2	adantr 276	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝑉 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → 𝑉 ∈ Fin)
4		simprl 531	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝑉 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → 𝑝 ∈ 𝑉)
5		simprr 533	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝑉 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → 𝑞 ∈ 𝑉)
6		fidceq 7099	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑝 ∈ 𝑉 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉) → DECID 𝑝 = 𝑞)
7	3, 4, 5, 6	syl3anc 1274	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝑉 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → DECID 𝑝 = 𝑞)
8	7	ralrimivva 2615	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑝 ∈ 𝑉 ∀𝑞 ∈ 𝑉 DECID 𝑝 = 𝑞)
9	8	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → ∀𝑝 ∈ 𝑉 ∀𝑞 ∈ 𝑉 DECID 𝑝 = 𝑞)
10		vtxdgfifival.u	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝑉)
11	10	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → 𝑈 ∈ 𝑉)
12		vtxdgfifival.g	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ UPGraph)
13		vtxdgval.a	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐴 = dom 𝐼
14	13	eleq2i 2298	. . . . . . 7 ⊢ (𝑟 ∈ 𝐴 ↔ 𝑟 ∈ dom 𝐼)
15	14	biimpi 120	. . . . . 6 ⊢ (𝑟 ∈ 𝐴 → 𝑟 ∈ dom 𝐼)
16		vtxdgval.v	. . . . . . 7 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
17		vtxdgval.i	. . . . . . 7 ⊢ 𝐼 = (iEdg‘𝐺)
18	16, 17	upgrss 16023	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑟 ∈ dom 𝐼) → (𝐼‘𝑟) ⊆ 𝑉)
19	12, 15, 18	syl2an 289	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → (𝐼‘𝑟) ⊆ 𝑉)
20	12	adantr 276	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → 𝐺 ∈ UPGraph)
21	16, 17	upgrfen 16021	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐺 ∈ UPGraph → 𝐼:dom 𝐼⟶{𝑥 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ (𝑥 ≈ 1o ∨ 𝑥 ≈ 2o)})
22	21	ffnd 5490	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐺 ∈ UPGraph → 𝐼 Fn dom 𝐼)
23	13	fneq2i 5432	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐼 Fn 𝐴 ↔ 𝐼 Fn dom 𝐼)
24	22, 23	sylibr 134	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺 ∈ UPGraph → 𝐼 Fn 𝐴)
25	20, 24	syl 14	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → 𝐼 Fn 𝐴)
26		simpr 110	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → 𝑟 ∈ 𝐴)
27	16, 17	upgrfi 16026	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐼 Fn 𝐴 ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → (𝐼‘𝑟) ∈ Fin)
28	20, 25, 26, 27	syl3anc 1274	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → (𝐼‘𝑟) ∈ Fin)
29	9, 11, 19, 28	eqsndc 7138	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → DECID (𝐼‘𝑟) = {𝑈})
30	29	ralrimiva 2606	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑟 ∈ 𝐴 DECID (𝐼‘𝑟) = {𝑈})
31		fveqeq2 5657	. . . . 5 ⊢ (𝑟 = 𝑥 → ((𝐼‘𝑟) = {𝑈} ↔ (𝐼‘𝑥) = {𝑈}))
32	31	dcbid 846	. . . 4 ⊢ (𝑟 = 𝑥 → (DECID (𝐼‘𝑟) = {𝑈} ↔ DECID (𝐼‘𝑥) = {𝑈}))
33	32	cbvralv 2768	. . 3 ⊢ (∀𝑟 ∈ 𝐴 DECID (𝐼‘𝑟) = {𝑈} ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 DECID (𝐼‘𝑥) = {𝑈})
34	30, 33	sylib 122	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 DECID (𝐼‘𝑥) = {𝑈})
35	1, 34	ssfirab 7172	1 ⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐼‘𝑥) = {𝑈}} ∈ Fin)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ∨ wo 716  DECID wdc 842   = wceq 1398   ∈ wcel 2202  ∀wral 2511  {crab 2515   ⊆ wss 3201  𝒫 cpw 3656  {csn 3673   class class class wbr 4093  dom cdm 4731   Fn wfn 5328  ‘cfv 5333  1_oc1o 6618  2_oc2o 6619   ≈ cen 6950  Fincfn 6952  Vtxcvtx 15936  iEdgciedg 15937  UPGraphcupgr 16015

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-addcom 8175  ax-mulcom 8176  ax-addass 8177  ax-mulass 8178  ax-distr 8179  ax-i2m1 8180  ax-1rid 8182  ax-0id 8183  ax-rnegex 8184  ax-cnre 8186

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-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-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-1o 6625  df-2o 6626  df-er 6745  df-en 6953  df-fin 6955  df-sub 8394  df-inn 9186  df-2 9244  df-3 9245  df-4 9246  df-5 9247  df-6 9248  df-7 9249  df-8 9250  df-9 9251  df-n0 9445  df-dec 9656  df-ndx 13148  df-slot 13149  df-base 13151  df-edgf 15929  df-vtx 15938  df-iedg 15939  df-upgren 16017

This theorem is referenced by:  vtxdgfifival  16215  vtxdgfif  16217  vtxdfifiun  16221  vtxd0nedgbfi  16223  vtxduspgrfvedgfi  16225