Theorem extwwlkfabel 30323

Description: Characterization of an element of the set (𝑋𝐶𝑁), i.e., a double loop of length 𝑁 on vertex 𝑋 with a construction from the set 𝐹 of closed walks on 𝑋 with length smaller by 2 than the fixed length by appending a neighbor of the last vertex and afterwards the last vertex (which is the first vertex) itself ("walking forth and back" from the last vertex). (Contributed by AV, 22-Feb-2022.) (Revised by AV, 31-Oct-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
extwwlkfab.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
extwwlkfab.c	⊢ 𝐶 = (𝑣 ∈ 𝑉, 𝑛 ∈ (ℤ≥‘2) ↦ {𝑤 ∈ (𝑣(ClWWalksNOn‘𝐺)𝑛) ∣ (𝑤‘(𝑛 − 2)) = 𝑣})
extwwlkfab.f	⊢ 𝐹 = (𝑋(ClWWalksNOn‘𝐺)(𝑁 − 2))

Assertion

Ref	Expression
extwwlkfabel	⊢ ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑊 ∈ (𝑋𝐶𝑁) ↔ (𝑊 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺) ∧ ((𝑊 prefix (𝑁 − 2)) ∈ 𝐹 ∧ (𝑊‘(𝑁 − 1)) ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ∧ (𝑊‘(𝑁 − 2)) = 𝑋))))

Distinct variable groups:   𝑛,𝐺,𝑣,𝑤   𝑛,𝑁,𝑣,𝑤   𝑛,𝑉,𝑣,𝑤   𝑛,𝑋,𝑣,𝑤   𝑤,𝐹   𝑤,𝑊

Allowed substitution hints:   𝐶(𝑤,𝑣,𝑛)   𝐹(𝑣,𝑛)   𝑊(𝑣,𝑛)

Proof of Theorem extwwlkfabel

Step	Hyp	Ref	Expression
1		extwwlkfab.v	. . . 4 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2		extwwlkfab.c	. . . 4 ⊢ 𝐶 = (𝑣 ∈ 𝑉, 𝑛 ∈ (ℤ≥‘2) ↦ {𝑤 ∈ (𝑣(ClWWalksNOn‘𝐺)𝑛) ∣ (𝑤‘(𝑛 − 2)) = 𝑣})
3		extwwlkfab.f	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (𝑋(ClWWalksNOn‘𝐺)(𝑁 − 2))
4	1, 2, 3	extwwlkfab 30322	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑋𝐶𝑁) = {𝑤 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺) ∣ ((𝑤 prefix (𝑁 − 2)) ∈ 𝐹 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)})
5	4	eleq2d 2815	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑊 ∈ (𝑋𝐶𝑁) ↔ 𝑊 ∈ {𝑤 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺) ∣ ((𝑤 prefix (𝑁 − 2)) ∈ 𝐹 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)}))
6		oveq1 7348	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = 𝑊 → (𝑤 prefix (𝑁 − 2)) = (𝑊 prefix (𝑁 − 2)))
7	6	eleq1d 2814	. . . 4 ⊢ (𝑤 = 𝑊 → ((𝑤 prefix (𝑁 − 2)) ∈ 𝐹 ↔ (𝑊 prefix (𝑁 − 2)) ∈ 𝐹))
8		fveq1 6816	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = 𝑊 → (𝑤‘(𝑁 − 1)) = (𝑊‘(𝑁 − 1)))
9	8	eleq1d 2814	. . . 4 ⊢ (𝑤 = 𝑊 → ((𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ (𝑊‘(𝑁 − 1)) ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋)))
10		fveq1 6816	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = 𝑊 → (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑊‘(𝑁 − 2)))
11	10	eqeq1d 2732	. . . 4 ⊢ (𝑤 = 𝑊 → ((𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋 ↔ (𝑊‘(𝑁 − 2)) = 𝑋))
12	7, 9, 11	3anbi123d 1438	. . 3 ⊢ (𝑤 = 𝑊 → (((𝑤 prefix (𝑁 − 2)) ∈ 𝐹 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋) ↔ ((𝑊 prefix (𝑁 − 2)) ∈ 𝐹 ∧ (𝑊‘(𝑁 − 1)) ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ∧ (𝑊‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)))
13	12	elrab 3645	. 2 ⊢ (𝑊 ∈ {𝑤 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺) ∣ ((𝑤 prefix (𝑁 − 2)) ∈ 𝐹 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)} ↔ (𝑊 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺) ∧ ((𝑊 prefix (𝑁 − 2)) ∈ 𝐹 ∧ (𝑊‘(𝑁 − 1)) ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ∧ (𝑊‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)))
14	5, 13	bitrdi 287	1 ⊢ ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑊 ∈ (𝑋𝐶𝑁) ↔ (𝑊 ∈ (𝑁 ClWWalksN 𝐺) ∧ ((𝑊 prefix (𝑁 − 2)) ∈ 𝐹 ∧ (𝑊‘(𝑁 − 1)) ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ∧ (𝑊‘(𝑁 − 2)) = 𝑋))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1541   ∈ wcel 2110  {crab 3393  ‘cfv 6477  (class class class)co 7341   ∈ cmpo 7343  1c1 10999   − cmin 11336  2c2 12172  3c3 12173  ℤ_≥cuz 12724   prefix cpfx 14570  Vtxcvtx 28967  USGraphcusgr 29120   NeighbVtx cnbgr 29303   ClWWalksN cclwwlkn 29994  ClWWalksNOncclwwlknon 30057

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2179  ax-ext 2702  ax-rep 5215  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5301  ax-pr 5368  ax-un 7663  ax-cnex 11054  ax-resscn 11055  ax-1cn 11056  ax-icn 11057  ax-addcl 11058  ax-addrcl 11059  ax-mulcl 11060  ax-mulrcl 11061  ax-mulcom 11062  ax-addass 11063  ax-mulass 11064  ax-distr 11065  ax-i2m1 11066  ax-1ne0 11067  ax-1rid 11068  ax-rnegex 11069  ax-rrecex 11070  ax-cnre 11071  ax-pre-lttri 11072  ax-pre-lttrn 11073  ax-pre-ltadd 11074  ax-pre-mulgt0 11075

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-reu 3345  df-rab 3394  df-v 3436  df-sbc 3740  df-csb 3849  df-dif 3903  df-un 3905  df-in 3907  df-ss 3917  df-pss 3920  df-nul 4282  df-if 4474  df-pw 4550  df-sn 4575  df-pr 4577  df-op 4581  df-uni 4858  df-int 4896  df-iun 4941  df-br 5090  df-opab 5152  df-mpt 5171  df-tr 5197  df-id 5509  df-eprel 5514  df-po 5522  df-so 5523  df-fr 5567  df-we 5569  df-xp 5620  df-rel 5621  df-cnv 5622  df-co 5623  df-dm 5624  df-rn 5625  df-res 5626  df-ima 5627  df-pred 6244  df-ord 6305  df-on 6306  df-lim 6307  df-suc 6308  df-iota 6433  df-fun 6479  df-fn 6480  df-f 6481  df-f1 6482  df-fo 6483  df-f1o 6484  df-fv 6485  df-riota 7298  df-ov 7344  df-oprab 7345  df-mpo 7346  df-om 7792  df-1st 7916  df-2nd 7917  df-frecs 8206  df-wrecs 8237  df-recs 8286  df-rdg 8324  df-1o 8380  df-2o 8381  df-oadd 8384  df-er 8617  df-map 8747  df-en 8865  df-dom 8866  df-sdom 8867  df-fin 8868  df-dju 9786  df-card 9824  df-pnf 11140  df-mnf 11141  df-xr 11142  df-ltxr 11143  df-le 11144  df-sub 11338  df-neg 11339  df-nn 12118  df-2 12180  df-3 12181  df-n0 12374  df-xnn0 12447  df-z 12461  df-uz 12725  df-fz 13400  df-fzo 13547  df-hash 14230  df-word 14413  df-lsw 14462  df-substr 14541  df-pfx 14571  df-edg 29019  df-upgr 29053  df-umgr 29054  df-usgr 29122  df-nbgr 29304  df-wwlks 29801  df-wwlksn 29802  df-clwwlk 29952  df-clwwlkn 29995  df-clwwlknon 30058

This theorem is referenced by:  numclwwlk1lem2foa  30324  numclwwlk1lem2f  30325