Theorem clwlksndivn 30245

Description: The size of the set of closed walks of prime length 𝑁 is divisible by 𝑁. This corresponds to statement 9 in [Huneke] p. 2: "It follows that, if p is a prime number, then the number of closed walks of length p is divisible by p". (Contributed by Alexander van der Vekens, 6-Jul-2018.) (Revised by AV, 4-May-2021.)

Assertion

Ref	Expression
clwlksndivn	⊢ ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) → 𝑁 ∥ (♯‘{𝑐 ∈ (ClWalks‘𝐺) ∣ (♯‘(1st ‘𝑐)) = 𝑁}))

Distinct variable groups:   𝐺,𝑐   𝑁,𝑐

Proof of Theorem clwlksndivn

Step	Hyp	Ref	Expression
1		clwwlkndivn 30239	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) → 𝑁 ∥ (♯‘(𝑁 ClWWalksN 𝐺)))
2		fusgrusgr 29480	. . . 4 ⊢ (𝐺 ∈ FinUSGraph → 𝐺 ∈ USGraph)
3		usgruspgr 29338	. . . 4 ⊢ (𝐺 ∈ USGraph → 𝐺 ∈ USPGraph)
4	2, 3	syl 17	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ FinUSGraph → 𝐺 ∈ USPGraph)
5		prmnn 16699	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ ℙ → 𝑁 ∈ ℕ)
6		clwlkssizeeq 30244	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (♯‘(𝑁 ClWWalksN 𝐺)) = (♯‘{𝑐 ∈ (ClWalks‘𝐺) ∣ (♯‘(1st ‘𝑐)) = 𝑁}))
7	4, 5, 6	syl2an 605	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) → (♯‘(𝑁 ClWWalksN 𝐺)) = (♯‘{𝑐 ∈ (ClWalks‘𝐺) ∣ (♯‘(1st ‘𝑐)) = 𝑁}))
8	1, 7	breqtrd 5123	1 ⊢ ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) → 𝑁 ∥ (♯‘{𝑐 ∈ (ClWalks‘𝐺) ∣ (♯‘(1st ‘𝑐)) = 𝑁}))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1559   ∈ wcel 2141  {crab 3413   class class class wbr 5097  ‘cfv 6516  (class class class)co 7391  1^st c1st 7963  ℕcn 12204  ♯chash 14337   ∥ cdvds 16277  ℙcprime 16696  USPGraphcuspgr 29306  USGraphcusgr 29307  FinUSGraphcfusgr 29474  ClWalkscclwlks 29927   ClWWalksN cclwwlkn 30183

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-rep 5224  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5319  ax-pr 5387  ax-un 7713  ax-inf2 9590  ax-cnex 11123  ax-resscn 11124  ax-1cn 11125  ax-icn 11126  ax-addcl 11127  ax-addrcl 11128  ax-mulcl 11129  ax-mulrcl 11130  ax-mulcom 11131  ax-addass 11132  ax-mulass 11133  ax-distr 11134  ax-i2m1 11135  ax-1ne0 11136  ax-1rid 11137  ax-rnegex 11138  ax-rrecex 11139  ax-cnre 11140  ax-pre-lttri 11141  ax-pre-lttrn 11142  ax-pre-ltadd 11143  ax-pre-mulgt0 11144  ax-pre-sup 11145

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-ifp 1074  df-3or 1098  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4284  df-if 4478  df-pw 4554  df-sn 4580  df-pr 4582  df-op 4586  df-uni 4863  df-int 4903  df-iun 4948  df-disj 5065  df-br 5098  df-opab 5160  df-mpt 5179  df-tr 5205  df-id 5538  df-eprel 5543  df-po 5551  df-so 5552  df-fr 5596  df-se 5597  df-we 5598  df-xp 5649  df-rel 5650  df-cnv 5651  df-co 5652  df-dm 5653  df-rn 5654  df-res 5655  df-ima 5656  df-pred 6283  df-ord 6344  df-on 6345  df-lim 6346  df-suc 6347  df-iota 6472  df-fun 6518  df-fn 6519  df-f 6520  df-f1 6521  df-fo 6522  df-f1o 6523  df-fv 6524  df-isom 6525  df-riota 7348  df-ov 7394  df-oprab 7395  df-mpo 7396  df-om 7842  df-1st 7965  df-2nd 7966  df-frecs 8256  df-wrecs 8287  df-recs 8336  df-rdg 8375  df-1o 8431  df-2o 8432  df-oadd 8435  df-er 8672  df-ec 8674  df-qs 8678  df-map 8804  df-pm 8805  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-fin 8925  df-sup 9382  df-inf 9383  df-oi 9452  df-dju 9853  df-card 9891  df-pnf 11212  df-mnf 11213  df-xr 11214  df-ltxr 11215  df-le 11216  df-sub 11410  df-neg 11411  df-div 11839  df-nn 12205  df-2 12274  df-3 12275  df-n0 12476  df-xnn0 12549  df-z 12563  df-uz 12834  df-rp 12988  df-ico 13349  df-fz 13507  df-fzo 13654  df-fl 13796  df-mod 13874  df-seq 14009  df-exp 14069  df-hash 14338  df-word 14521  df-lsw 14570  df-concat 14578  df-s1 14604  df-substr 14649  df-pfx 14679  df-reps 14776  df-csh 14796  df-cj 15117  df-re 15118  df-im 15119  df-sqrt 15253  df-abs 15254  df-clim 15506  df-sum 15705  df-dvds 16278  df-gcd 16520  df-prm 16697  df-phi 16792  df-edg 29206  df-uhgr 29216  df-upgr 29240  df-umgr 29241  df-uspgr 29308  df-usgr 29309  df-fusgr 29475  df-wlks 29757  df-clwlks 29928  df-clwwlk 30141  df-clwwlkn 30184

This theorem is referenced by: (None)