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Theorem clwlkclwwlk 27229
Description: A closed walk as word of length at least 2 corresponds to a closed walk in a simple pseudograph. (Contributed by Alexander van der Vekens, 22-Jun-2018.) (Revised by AV, 24-Apr-2021.) (Revised by AV, 30-Oct-2022.)
Hypotheses
Ref Expression
clwlkclwwlk.v 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
clwlkclwwlk.e 𝐸 = (iEdg‘𝐺)
Assertion
Ref Expression
clwlkclwwlk ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (∃𝑓 𝑓(ClWalks‘𝐺)𝑃 ↔ ((lastS‘𝑃) = (𝑃‘0) ∧ (𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ (ClWWalks‘𝐺))))
Distinct variable groups:   𝑓,𝐸   𝑃,𝑓   𝑓,𝑉   𝑓,𝐺

Proof of Theorem clwlkclwwlk
Dummy variable 𝑖 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 clwlkclwwlk.e . . . . . 6 𝐸 = (iEdg‘𝐺)
21uspgrf1oedg 26346 . . . . 5 (𝐺 ∈ USPGraph → 𝐸:dom 𝐸1-1-onto→(Edg‘𝐺))
3 f1of1 6319 . . . . 5 (𝐸:dom 𝐸1-1-onto→(Edg‘𝐺) → 𝐸:dom 𝐸1-1→(Edg‘𝐺))
42, 3syl 17 . . . 4 (𝐺 ∈ USPGraph → 𝐸:dom 𝐸1-1→(Edg‘𝐺))
5 clwlkclwwlklem3 27228 . . . 4 ((𝐸:dom 𝐸1-1→(Edg‘𝐺) ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (∃𝑓((𝑓 ∈ Word dom 𝐸𝑃:(0...(♯‘𝑓))⟶𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑓))(𝐸‘(𝑓𝑖)) = {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))}) ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝑓))) ↔ ((lastS‘𝑃) = (𝑃‘0) ∧ (∀𝑖 ∈ (0..^((((♯‘𝑃) − 1) − 0) − 1)){(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(𝑃‘((♯‘𝑃) − 2)), (𝑃‘0)} ∈ ran 𝐸))))
64, 5syl3an1 1202 . . 3 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (∃𝑓((𝑓 ∈ Word dom 𝐸𝑃:(0...(♯‘𝑓))⟶𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑓))(𝐸‘(𝑓𝑖)) = {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))}) ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝑓))) ↔ ((lastS‘𝑃) = (𝑃‘0) ∧ (∀𝑖 ∈ (0..^((((♯‘𝑃) − 1) − 0) − 1)){(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(𝑃‘((♯‘𝑃) − 2)), (𝑃‘0)} ∈ ran 𝐸))))
7 lencl 13505 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑃 ∈ Word 𝑉 → (♯‘𝑃) ∈ ℕ0)
8 ige2m1fz 12637 . . . . . . . . . . . . . 14 (((♯‘𝑃) ∈ ℕ0 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((♯‘𝑃) − 1) ∈ (0...(♯‘𝑃)))
97, 8sylan 575 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((♯‘𝑃) − 1) ∈ (0...(♯‘𝑃)))
10 pfxlen 13672 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ ((♯‘𝑃) − 1) ∈ (0...(♯‘𝑃))) → (♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) = ((♯‘𝑃) − 1))
119, 10syldan 585 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) = ((♯‘𝑃) − 1))
127nn0cnd 11600 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑃 ∈ Word 𝑉 → (♯‘𝑃) ∈ ℂ)
13 1cnd 10288 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑃 ∈ Word 𝑉 → 1 ∈ ℂ)
1412, 13subcld 10646 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑃 ∈ Word 𝑉 → ((♯‘𝑃) − 1) ∈ ℂ)
1514subid1d 10635 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑃 ∈ Word 𝑉 → (((♯‘𝑃) − 1) − 0) = ((♯‘𝑃) − 1))
1615eqcomd 2771 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑃 ∈ Word 𝑉 → ((♯‘𝑃) − 1) = (((♯‘𝑃) − 1) − 0))
1716adantr 472 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((♯‘𝑃) − 1) = (((♯‘𝑃) − 1) − 0))
1811, 17eqtrd 2799 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) = (((♯‘𝑃) − 1) − 0))
1918oveq1d 6857 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1) = ((((♯‘𝑃) − 1) − 0) − 1))
2019oveq2d 6858 . . . . . . . . 9 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)) = (0..^((((♯‘𝑃) − 1) − 0) − 1)))
2111oveq1d 6857 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1) = (((♯‘𝑃) − 1) − 1))
2221oveq2d 6858 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)) = (0..^(((♯‘𝑃) − 1) − 1)))
2322eleq2d 2830 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)) ↔ 𝑖 ∈ (0..^(((♯‘𝑃) − 1) − 1))))
24 simpll 783 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(((♯‘𝑃) − 1) − 1))) → 𝑃 ∈ Word 𝑉)
25 wrdlenge2n0 13523 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → 𝑃 ≠ ∅)
2625adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(((♯‘𝑃) − 1) − 1))) → 𝑃 ≠ ∅)
27 nn0z 11647 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((♯‘𝑃) ∈ ℕ0 → (♯‘𝑃) ∈ ℤ)
28 peano2zm 11667 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((♯‘𝑃) ∈ ℤ → ((♯‘𝑃) − 1) ∈ ℤ)
2927, 28syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((♯‘𝑃) ∈ ℕ0 → ((♯‘𝑃) − 1) ∈ ℤ)
307, 29syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑃 ∈ Word 𝑉 → ((♯‘𝑃) − 1) ∈ ℤ)
3130adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((♯‘𝑃) − 1) ∈ ℤ)
32 elfzom1elfzo 12744 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((♯‘𝑃) − 1) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (0..^(((♯‘𝑃) − 1) − 1))) → 𝑖 ∈ (0..^((♯‘𝑃) − 1)))
3331, 32sylan 575 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(((♯‘𝑃) − 1) − 1))) → 𝑖 ∈ (0..^((♯‘𝑃) − 1)))
34 pfxtrcfv 13680 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃 ∈ Word 𝑉𝑃 ≠ ∅ ∧ 𝑖 ∈ (0..^((♯‘𝑃) − 1))) → ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖) = (𝑃𝑖))
3524, 26, 33, 34syl3anc 1490 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(((♯‘𝑃) − 1) − 1))) → ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖) = (𝑃𝑖))
367adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (♯‘𝑃) ∈ ℕ0)
37 elfzom1elp1fzo 12743 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((♯‘𝑃) − 1) ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (0..^(((♯‘𝑃) − 1) − 1))) → (𝑖 + 1) ∈ (0..^((♯‘𝑃) − 1)))
3829, 37sylan 575 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((♯‘𝑃) ∈ ℕ0𝑖 ∈ (0..^(((♯‘𝑃) − 1) − 1))) → (𝑖 + 1) ∈ (0..^((♯‘𝑃) − 1)))
3936, 38sylan 575 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(((♯‘𝑃) − 1) − 1))) → (𝑖 + 1) ∈ (0..^((♯‘𝑃) − 1)))
40 pfxtrcfv 13680 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃 ∈ Word 𝑉𝑃 ≠ ∅ ∧ (𝑖 + 1) ∈ (0..^((♯‘𝑃) − 1))) → ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1)) = (𝑃‘(𝑖 + 1)))
4124, 26, 39, 40syl3anc 1490 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(((♯‘𝑃) − 1) − 1))) → ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1)) = (𝑃‘(𝑖 + 1)))
4235, 41preq12d 4431 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(((♯‘𝑃) − 1) − 1))) → {((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} = {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))})
4342eleq1d 2829 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(((♯‘𝑃) − 1) − 1))) → ({((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ↔ {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸))
4443ex 401 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (𝑖 ∈ (0..^(((♯‘𝑃) − 1) − 1)) → ({((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ↔ {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸)))
4523, 44sylbid 231 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)) → ({((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ↔ {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸)))
4645imp 395 . . . . . . . . 9 (((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1))) → ({((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ↔ {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸))
4720, 46raleqbidva 3302 . . . . . . . 8 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ↔ ∀𝑖 ∈ (0..^((((♯‘𝑃) − 1) − 0) − 1)){(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸))
48 pfxtrcfvl 13684 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) = (𝑃‘((♯‘𝑃) − 2)))
49 pfxtrcfv0 13681 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0) = (𝑃‘0))
5048, 49preq12d 4431 . . . . . . . . 9 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} = {(𝑃‘((♯‘𝑃) − 2)), (𝑃‘0)})
5150eleq1d 2829 . . . . . . . 8 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ({(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ ran 𝐸 ↔ {(𝑃‘((♯‘𝑃) − 2)), (𝑃‘0)} ∈ ran 𝐸))
5247, 51anbi12d 624 . . . . . . 7 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ ran 𝐸) ↔ (∀𝑖 ∈ (0..^((((♯‘𝑃) − 1) − 0) − 1)){(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(𝑃‘((♯‘𝑃) − 2)), (𝑃‘0)} ∈ ran 𝐸)))
5352bicomd 214 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((∀𝑖 ∈ (0..^((((♯‘𝑃) − 1) − 0) − 1)){(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(𝑃‘((♯‘𝑃) − 2)), (𝑃‘0)} ∈ ran 𝐸) ↔ (∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ ran 𝐸)))
54533adant1 1160 . . . . 5 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((∀𝑖 ∈ (0..^((((♯‘𝑃) − 1) − 0) − 1)){(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(𝑃‘((♯‘𝑃) − 2)), (𝑃‘0)} ∈ ran 𝐸) ↔ (∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ ran 𝐸)))
55 pfxcl 13666 . . . . . . 7 (𝑃 ∈ Word 𝑉 → (𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉)
56553ad2ant2 1164 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉)
57563biant1d 1602 . . . . 5 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ ran 𝐸) ↔ ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ ran 𝐸)))
5854, 57bitrd 270 . . . 4 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((∀𝑖 ∈ (0..^((((♯‘𝑃) − 1) − 0) − 1)){(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(𝑃‘((♯‘𝑃) − 2)), (𝑃‘0)} ∈ ran 𝐸) ↔ ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ ran 𝐸)))
5958anbi2d 622 . . 3 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (((lastS‘𝑃) = (𝑃‘0) ∧ (∀𝑖 ∈ (0..^((((♯‘𝑃) − 1) − 0) − 1)){(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(𝑃‘((♯‘𝑃) − 2)), (𝑃‘0)} ∈ ran 𝐸)) ↔ ((lastS‘𝑃) = (𝑃‘0) ∧ ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ ran 𝐸))))
606, 59bitrd 270 . 2 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (∃𝑓((𝑓 ∈ Word dom 𝐸𝑃:(0...(♯‘𝑓))⟶𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑓))(𝐸‘(𝑓𝑖)) = {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))}) ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝑓))) ↔ ((lastS‘𝑃) = (𝑃‘0) ∧ ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ ran 𝐸))))
61 uspgrupgr 26349 . . . . . 6 (𝐺 ∈ USPGraph → 𝐺 ∈ UPGraph)
62 clwlkclwwlk.v . . . . . . . 8 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
6362, 1isclwlkupgr 26966 . . . . . . 7 (𝐺 ∈ UPGraph → (𝑓(ClWalks‘𝐺)𝑃 ↔ ((𝑓 ∈ Word dom 𝐸𝑃:(0...(♯‘𝑓))⟶𝑉) ∧ (∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑓))(𝐸‘(𝑓𝑖)) = {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))} ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝑓))))))
64 3an4anass 1129 . . . . . . 7 (((𝑓 ∈ Word dom 𝐸𝑃:(0...(♯‘𝑓))⟶𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑓))(𝐸‘(𝑓𝑖)) = {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))}) ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝑓))) ↔ ((𝑓 ∈ Word dom 𝐸𝑃:(0...(♯‘𝑓))⟶𝑉) ∧ (∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑓))(𝐸‘(𝑓𝑖)) = {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))} ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝑓)))))
6563, 64syl6bbr 280 . . . . . 6 (𝐺 ∈ UPGraph → (𝑓(ClWalks‘𝐺)𝑃 ↔ ((𝑓 ∈ Word dom 𝐸𝑃:(0...(♯‘𝑓))⟶𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑓))(𝐸‘(𝑓𝑖)) = {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))}) ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝑓)))))
6661, 65syl 17 . . . . 5 (𝐺 ∈ USPGraph → (𝑓(ClWalks‘𝐺)𝑃 ↔ ((𝑓 ∈ Word dom 𝐸𝑃:(0...(♯‘𝑓))⟶𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑓))(𝐸‘(𝑓𝑖)) = {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))}) ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝑓)))))
6766adantr 472 . . . 4 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉) → (𝑓(ClWalks‘𝐺)𝑃 ↔ ((𝑓 ∈ Word dom 𝐸𝑃:(0...(♯‘𝑓))⟶𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑓))(𝐸‘(𝑓𝑖)) = {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))}) ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝑓)))))
6867exbidv 2016 . . 3 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉) → (∃𝑓 𝑓(ClWalks‘𝐺)𝑃 ↔ ∃𝑓((𝑓 ∈ Word dom 𝐸𝑃:(0...(♯‘𝑓))⟶𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑓))(𝐸‘(𝑓𝑖)) = {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))}) ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝑓)))))
69683adant3 1162 . 2 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (∃𝑓 𝑓(ClWalks‘𝐺)𝑃 ↔ ∃𝑓((𝑓 ∈ Word dom 𝐸𝑃:(0...(♯‘𝑓))⟶𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(♯‘𝑓))(𝐸‘(𝑓𝑖)) = {(𝑃𝑖), (𝑃‘(𝑖 + 1))}) ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝑓)))))
70 eqid 2765 . . . . . 6 (Edg‘𝐺) = (Edg‘𝐺)
7162, 70isclwwlk 27211 . . . . 5 ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ (ClWWalks‘𝐺) ↔ (((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ∧ (𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ≠ ∅) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)))
72 simpl 474 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → 𝑃 ∈ Word 𝑉)
73 nn0ge2m1nn 11607 . . . . . . . . . . . 12 (((♯‘𝑃) ∈ ℕ0 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((♯‘𝑃) − 1) ∈ ℕ)
747, 73sylan 575 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((♯‘𝑃) − 1) ∈ ℕ)
75 nn0re 11548 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((♯‘𝑃) ∈ ℕ0 → (♯‘𝑃) ∈ ℝ)
7675lem1d 11211 . . . . . . . . . . . . . 14 ((♯‘𝑃) ∈ ℕ0 → ((♯‘𝑃) − 1) ≤ (♯‘𝑃))
7776a1d 25 . . . . . . . . . . . . 13 ((♯‘𝑃) ∈ ℕ0 → (2 ≤ (♯‘𝑃) → ((♯‘𝑃) − 1) ≤ (♯‘𝑃)))
787, 77syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑃 ∈ Word 𝑉 → (2 ≤ (♯‘𝑃) → ((♯‘𝑃) − 1) ≤ (♯‘𝑃)))
7978imp 395 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((♯‘𝑃) − 1) ≤ (♯‘𝑃))
8072, 74, 793jca 1158 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ ((♯‘𝑃) − 1) ∈ ℕ ∧ ((♯‘𝑃) − 1) ≤ (♯‘𝑃)))
81803adant1 1160 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ ((♯‘𝑃) − 1) ∈ ℕ ∧ ((♯‘𝑃) − 1) ≤ (♯‘𝑃)))
82 pfxn0 13675 . . . . . . . . 9 ((𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ ((♯‘𝑃) − 1) ∈ ℕ ∧ ((♯‘𝑃) − 1) ≤ (♯‘𝑃)) → (𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ≠ ∅)
8381, 82syl 17 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ≠ ∅)
8483biantrud 527 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ↔ ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ∧ (𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ≠ ∅)))
8584bicomd 214 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ∧ (𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ≠ ∅) ↔ (𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉))
86853anbi1d 1564 . . . . 5 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ∧ (𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ≠ ∅) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)) ↔ ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ (Edg‘𝐺))))
8771, 86syl5bb 274 . . . 4 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ (ClWWalks‘𝐺) ↔ ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ (Edg‘𝐺))))
88 biid 252 . . . . 5 ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ↔ (𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉)
89 edgval 26218 . . . . . . . 8 (Edg‘𝐺) = ran (iEdg‘𝐺)
901eqcomi 2774 . . . . . . . . 9 (iEdg‘𝐺) = 𝐸
9190rneqi 5520 . . . . . . . 8 ran (iEdg‘𝐺) = ran 𝐸
9289, 91eqtri 2787 . . . . . . 7 (Edg‘𝐺) = ran 𝐸
9392eleq2i 2836 . . . . . 6 ({((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸)
9493ralbii 3127 . . . . 5 (∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸)
9592eleq2i 2836 . . . . 5 ({(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ ran 𝐸)
9688, 94, 953anbi123i 1194 . . . 4 (((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)) ↔ ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ ran 𝐸))
9787, 96syl6bb 278 . . 3 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ (ClWWalks‘𝐺) ↔ ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ ran 𝐸)))
9897anbi2d 622 . 2 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (((lastS‘𝑃) = (𝑃‘0) ∧ (𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ (ClWWalks‘𝐺)) ↔ ((lastS‘𝑃) = (𝑃‘0) ∧ ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ Word 𝑉 ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^((♯‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))) − 1)){((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘𝑖), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {(lastS‘(𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))), ((𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1))‘0)} ∈ ran 𝐸))))
9960, 69, 983bitr4d 302 1 ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑃 ∈ Word 𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (∃𝑓 𝑓(ClWalks‘𝐺)𝑃 ↔ ((lastS‘𝑃) = (𝑃‘0) ∧ (𝑃 prefix ((♯‘𝑃) − 1)) ∈ (ClWWalks‘𝐺))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 384  w3a 1107   = wceq 1652  wex 1874  wcel 2155  wne 2937  wral 3055  c0 4079  {cpr 4336   class class class wbr 4809  dom cdm 5277  ran crn 5278  wf 6064  1-1wf1 6065  1-1-ontowf1o 6067  cfv 6068  (class class class)co 6842  0cc0 10189  1c1 10190   + caddc 10192  cle 10329  cmin 10520  cn 11274  2c2 11327  0cn0 11538  cz 11624  ...cfz 12533  ..^cfzo 12673  chash 13321  Word cword 13486  lastSclsw 13533   prefix cpfx 13661  Vtxcvtx 26165  iEdgciedg 26166  Edgcedg 26216  UPGraphcupgr 26252  USPGraphcuspgr 26321  ClWalkscclwlks 26958  ClWWalkscclwwlk 27208
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4930  ax-sep 4941  ax-nul 4949  ax-pow 5001  ax-pr 5062  ax-un 7147  ax-cnex 10245  ax-resscn 10246  ax-1cn 10247  ax-icn 10248  ax-addcl 10249  ax-addrcl 10250  ax-mulcl 10251  ax-mulrcl 10252  ax-mulcom 10253  ax-addass 10254  ax-mulass 10255  ax-distr 10256  ax-i2m1 10257  ax-1ne0 10258  ax-1rid 10259  ax-rnegex 10260  ax-rrecex 10261  ax-cnre 10262  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264  ax-pre-ltadd 10265  ax-pre-mulgt0 10266
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-ifp 1086  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3597  df-csb 3692  df-dif 3735  df-un 3737  df-in 3739  df-ss 3746  df-pss 3748  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-tp 4339  df-op 4341  df-uni 4595  df-int 4634  df-iun 4678  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-tr 4912  df-id 5185  df-eprel 5190  df-po 5198  df-so 5199  df-fr 5236  df-we 5238  df-xp 5283  df-rel 5284  df-cnv 5285  df-co 5286  df-dm 5287  df-rn 5288  df-res 5289  df-ima 5290  df-pred 5865  df-ord 5911  df-on 5912  df-lim 5913  df-suc 5914  df-iota 6031  df-fun 6070  df-fn 6071  df-f 6072  df-f1 6073  df-fo 6074  df-f1o 6075  df-fv 6076  df-riota 6803  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-om 7264  df-1st 7366  df-2nd 7367  df-wrecs 7610  df-recs 7672  df-rdg 7710  df-1o 7764  df-2o 7765  df-oadd 7768  df-er 7947  df-map 8062  df-pm 8063  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-fin 8164  df-card 9016  df-cda 9243  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-sub 10522  df-neg 10523  df-nn 11275  df-2 11335  df-n0 11539  df-xnn0 11611  df-z 11625  df-uz 11887  df-fz 12534  df-fzo 12674  df-hash 13322  df-word 13487  df-lsw 13534  df-substr 13617  df-pfx 13662  df-edg 26217  df-uhgr 26230  df-upgr 26254  df-uspgr 26323  df-wlks 26786  df-clwlks 26959  df-clwwlk 27209
This theorem is referenced by:  clwlkclwwlk2  27231  clwlkclwwlkf  27243
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