Theorem extwwlkfabel 30373

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 30372	. . 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 2826	. 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 7439	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = 𝑊 → (𝑤 prefix (𝑁 − 2)) = (𝑊 prefix (𝑁 − 2)))
7	6	eleq1d 2825	. . . 4 ⊢ (𝑤 = 𝑊 → ((𝑤 prefix (𝑁 − 2)) ∈ 𝐹 ↔ (𝑊 prefix (𝑁 − 2)) ∈ 𝐹))
8		fveq1 6904	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = 𝑊 → (𝑤‘(𝑁 − 1)) = (𝑊‘(𝑁 − 1)))
9	8	eleq1d 2825	. . . 4 ⊢ (𝑤 = 𝑊 → ((𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ (𝑊‘(𝑁 − 1)) ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋)))
10		fveq1 6904	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = 𝑊 → (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑊‘(𝑁 − 2)))
11	10	eqeq1d 2738	. . . 4 ⊢ (𝑤 = 𝑊 → ((𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋 ↔ (𝑊‘(𝑁 − 2)) = 𝑋))
12	7, 9, 11	3anbi123d 1437	. . 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 3691	. 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 1539   ∈ wcel 2107  {crab 3435  ‘cfv 6560  (class class class)co 7432   ∈ cmpo 7434  1c1 11157   − cmin 11493  2c2 12322  3c3 12323  ℤ_≥cuz 12879   prefix cpfx 14709  Vtxcvtx 29014  USGraphcusgr 29167   NeighbVtx cnbgr 29350   ClWWalksN cclwwlkn 30044  ClWWalksNOncclwwlknon 30107

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2707  ax-rep 5278  ax-sep 5295  ax-nul 5305  ax-pow 5364  ax-pr 5431  ax-un 7756  ax-cnex 11212  ax-resscn 11213  ax-1cn 11214  ax-icn 11215  ax-addcl 11216  ax-addrcl 11217  ax-mulcl 11218  ax-mulrcl 11219  ax-mulcom 11220  ax-addass 11221  ax-mulass 11222  ax-distr 11223  ax-i2m1 11224  ax-1ne0 11225  ax-1rid 11226  ax-rnegex 11227  ax-rrecex 11228  ax-cnre 11229  ax-pre-lttri 11230  ax-pre-lttrn 11231  ax-pre-ltadd 11232  ax-pre-mulgt0 11233

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2815  df-nfc 2891  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-reu 3380  df-rab 3436  df-v 3481  df-sbc 3788  df-csb 3899  df-dif 3953  df-un 3955  df-in 3957  df-ss 3967  df-pss 3970  df-nul 4333  df-if 4525  df-pw 4601  df-sn 4626  df-pr 4628  df-op 4632  df-uni 4907  df-int 4946  df-iun 4992  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5577  df-eprel 5583  df-po 5591  df-so 5592  df-fr 5636  df-we 5638  df-xp 5690  df-rel 5691  df-cnv 5692  df-co 5693  df-dm 5694  df-rn 5695  df-res 5696  df-ima 5697  df-pred 6320  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6513  df-fun 6562  df-fn 6563  df-f 6564  df-f1 6565  df-fo 6566  df-f1o 6567  df-fv 6568  df-riota 7389  df-ov 7435  df-oprab 7436  df-mpo 7437  df-om 7889  df-1st 8015  df-2nd 8016  df-frecs 8307  df-wrecs 8338  df-recs 8412  df-rdg 8451  df-1o 8507  df-2o 8508  df-oadd 8511  df-er 8746  df-map 8869  df-en 8987  df-dom 8988  df-sdom 8989  df-fin 8990  df-dju 9942  df-card 9980  df-pnf 11298  df-mnf 11299  df-xr 11300  df-ltxr 11301  df-le 11302  df-sub 11495  df-neg 11496  df-nn 12268  df-2 12330  df-3 12331  df-n0 12529  df-xnn0 12602  df-z 12616  df-uz 12880  df-fz 13549  df-fzo 13696  df-hash 14371  df-word 14554  df-lsw 14602  df-substr 14680  df-pfx 14710  df-edg 29066  df-upgr 29100  df-umgr 29101  df-usgr 29169  df-nbgr 29351  df-wwlks 29851  df-wwlksn 29852  df-clwwlk 30002  df-clwwlkn 30045  df-clwwlknon 30108

This theorem is referenced by:  numclwwlk1lem2foa  30374  numclwwlk1lem2f  30375