Theorem clwwlkfo 30120

Description: Lemma 4 for clwwlkf1o 30121: F is an onto function. (Contributed by Alexander van der Vekens, 29-Sep-2018.) (Revised by AV, 26-Apr-2021.) (Revised by AV, 1-Nov-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
clwwlkf1o.d	⊢ 𝐷 = {𝑤 ∈ (𝑁 WWalksN 𝐺) ∣ (lastS‘𝑤) = (𝑤‘0)}
clwwlkf1o.f	⊢ 𝐹 = (𝑡 ∈ 𝐷 ↦ (𝑡 prefix 𝑁))

Assertion

Ref	Expression
clwwlkfo	⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝐹:𝐷–onto→(𝑁 ClWWalksN 𝐺))

Distinct variable groups:   𝑤,𝐺   𝑤,𝑁   𝑡,𝐷   𝑡,𝐺,𝑤   𝑡,𝑁

Allowed substitution hints:   𝐷(𝑤)   𝐹(𝑤,𝑡)

Proof of Theorem clwwlkfo

Dummy variables 𝑖 𝑥 𝑝 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		clwwlkf1o.d	. . 3 ⊢ 𝐷 = {𝑤 ∈ (𝑁 WWalksN 𝐺) ∣ (lastS‘𝑤) = (𝑤‘0)}
2		clwwlkf1o.f	. . 3 ⊢ 𝐹 = (𝑡 ∈ 𝐷 ↦ (𝑡 prefix 𝑁))
3	1, 2	clwwlkf 30117	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝐹:𝐷⟶(𝑁 ClWWalksN 𝐺))
4		eqid 2736	. . . . . . . 8 ⊢ (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐺)
5		eqid 2736	. . . . . . . 8 ⊢ (Edg‘𝐺) = (Edg‘𝐺)
6	4, 5	clwwlknp 30107	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺) → ((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)))
7		simpr 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℕ)
8		simpl1 1193	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁))
9		3simpc 1151	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)) → (∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)))
10	9	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)))
11	1	clwwlkel 30116	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ (∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺))) → (𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) ∈ 𝐷)
12	7, 8, 10, 11	syl3anc 1374	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) ∈ 𝐷)
13		oveq2 7375	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 = (♯‘𝑝) → ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix 𝑁) = ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix (♯‘𝑝)))
14	13	eqcoms 2744	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((♯‘𝑝) = 𝑁 → ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix 𝑁) = ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix (♯‘𝑝)))
15	14	adantl 481	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) → ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix 𝑁) = ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix (♯‘𝑝)))
16	15	3ad2ant1 1134	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)) → ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix 𝑁) = ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix (♯‘𝑝)))
17	16	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix 𝑁) = ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix (♯‘𝑝)))
18		simpll 767	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺))
19		fstwrdne0 14518	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁)) → (𝑝‘0) ∈ (Vtx‘𝐺))
20	19	ancoms 458	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝑝‘0) ∈ (Vtx‘𝐺))
21	20	s1cld 14566	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ⟨“(𝑝‘0)”⟩ ∈ Word (Vtx‘𝐺))
22	18, 21	jca 511	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ⟨“(𝑝‘0)”⟩ ∈ Word (Vtx‘𝐺)))
23	22	3ad2antl1 1187	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ⟨“(𝑝‘0)”⟩ ∈ Word (Vtx‘𝐺)))
24		pfxccat1 14664	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ ⟨“(𝑝‘0)”⟩ ∈ Word (Vtx‘𝐺)) → ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix (♯‘𝑝)) = 𝑝)
25	23, 24	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix (♯‘𝑝)) = 𝑝)
26	17, 25	eqtr2d 2772	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → 𝑝 = ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix 𝑁))
27	12, 26	jca 511	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) ∈ 𝐷 ∧ 𝑝 = ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix 𝑁)))
28	27	ex 412	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑝 ∈ Word (Vtx‘𝐺) ∧ (♯‘𝑝) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑝‘𝑖), (𝑝‘(𝑖 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(lastS‘𝑝), (𝑝‘0)} ∈ (Edg‘𝐺)) → (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) ∈ 𝐷 ∧ 𝑝 = ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix 𝑁))))
29	6, 28	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝑝 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺) → (𝑁 ∈ ℕ → ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) ∈ 𝐷 ∧ 𝑝 = ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix 𝑁))))
30	29	impcom 407	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺)) → ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) ∈ 𝐷 ∧ 𝑝 = ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix 𝑁)))
31		oveq1 7374	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = (𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) → (𝑥 prefix 𝑁) = ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix 𝑁))
32	31	rspceeqv 3587	. . . . 5 ⊢ (((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) ∈ 𝐷 ∧ 𝑝 = ((𝑝 ++ ⟨“(𝑝‘0)”⟩) prefix 𝑁)) → ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝑝 = (𝑥 prefix 𝑁))
33	30, 32	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺)) → ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝑝 = (𝑥 prefix 𝑁))
34	1, 2	clwwlkfv 30118	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (𝐹‘𝑥) = (𝑥 prefix 𝑁))
35	34	eqeq2d 2747	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → (𝑝 = (𝐹‘𝑥) ↔ 𝑝 = (𝑥 prefix 𝑁)))
36	35	adantl 481	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑝 = (𝐹‘𝑥) ↔ 𝑝 = (𝑥 prefix 𝑁)))
37	36	rexbidva 3159	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺)) → (∃𝑥 ∈ 𝐷 𝑝 = (𝐹‘𝑥) ↔ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝑝 = (𝑥 prefix 𝑁)))
38	33, 37	mpbird 257	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑝 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺)) → ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝑝 = (𝐹‘𝑥))
39	38	ralrimiva 3129	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → ∀𝑝 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺)∃𝑥 ∈ 𝐷 𝑝 = (𝐹‘𝑥))
40		dffo3 7054	. 2 ⊢ (𝐹:𝐷–onto→(𝑁 ClWWalksN 𝐺) ↔ (𝐹:𝐷⟶(𝑁 ClWWalksN 𝐺) ∧ ∀𝑝 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺)∃𝑥 ∈ 𝐷 𝑝 = (𝐹‘𝑥)))
41	3, 39, 40	sylanbrc 584	1 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝐹:𝐷–onto→(𝑁 ClWWalksN 𝐺))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  ∀wral 3051  ∃wrex 3061  {crab 3389  {cpr 4569   ↦ cmpt 5166  ⟶wf 6494  –onto→wfo 6496  ‘cfv 6498  (class class class)co 7367  0cc0 11038  1c1 11039   + caddc 11041   − cmin 11377  ℕcn 12174  ..^cfzo 13608  ♯chash 14292  Word cword 14475  lastSclsw 14524   ++ cconcat 14532  ⟨“cs1 14558   prefix cpfx 14633  Vtxcvtx 29065  Edgcedg 29116   WWalksN cwwlksn 29894   ClWWalksN cclwwlkn 30094

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3062  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4851  df-int 4890  df-iun 4935  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-oadd 8409  df-er 8643  df-map 8775  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-fin 8897  df-card 9863  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-nn 12175  df-n0 12438  df-xnn0 12511  df-z 12525  df-uz 12789  df-rp 12943  df-fz 13462  df-fzo 13609  df-hash 14293  df-word 14476  df-lsw 14525  df-concat 14533  df-s1 14559  df-substr 14604  df-pfx 14634  df-wwlks 29898  df-wwlksn 29899  df-clwwlk 30052  df-clwwlkn 30095

This theorem is referenced by:  clwwlkf1o  30121