Theorem fusgr1th 26850

Description: The sum of the degrees of all vertices of a finite simple graph is twice the size of the graph. See equation (1) in section I.1 in [Bollobas] p. 4. Also known as the "First Theorem of Graph Theory" (see https://charlesreid1.com/wiki/First_Theorem_of_Graph_Theory). (Contributed by AV, 26-Dec-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
sumvtxdg2size.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
sumvtxdg2size.i	⊢ 𝐼 = (iEdg‘𝐺)
sumvtxdg2size.d	⊢ 𝐷 = (VtxDeg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
fusgr1th	⊢ (𝐺 ∈ FinUSGraph → Σ𝑣 ∈ 𝑉 (𝐷‘𝑣) = (2 · (♯‘𝐼)))

Distinct variable groups:   𝑣,𝐺   𝑣,𝑉

Allowed substitution hints:   𝐷(𝑣)   𝐼(𝑣)

Proof of Theorem fusgr1th

Step	Hyp	Ref	Expression
1		sumvtxdg2size.v	. . 3 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2		sumvtxdg2size.i	. . 3 ⊢ 𝐼 = (iEdg‘𝐺)
3	1, 2	fusgrfupgrfs 26629	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ FinUSGraph → (𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin))
4		sumvtxdg2size.d	. . 3 ⊢ 𝐷 = (VtxDeg‘𝐺)
5	1, 2, 4	finsumvtxdg2size 26849	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → Σ𝑣 ∈ 𝑉 (𝐷‘𝑣) = (2 · (♯‘𝐼)))
6	3, 5	syl 17	1 ⊢ (𝐺 ∈ FinUSGraph → Σ𝑣 ∈ 𝑉 (𝐷‘𝑣) = (2 · (♯‘𝐼)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ w3a 1113   = wceq 1658   ∈ wcel 2166  ‘cfv 6124  (class class class)co 6906  Fincfn 8223   · cmul 10258  2c2 11407  ♯chash 13411  Σcsu 14794  Vtxcvtx 26295  iEdgciedg 26296  UPGraphcupgr 26379  FinUSGraphcfusgr 26614  VtxDegcvtxdg 26764

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1896  ax-4 1910  ax-5 2011  ax-6 2077  ax-7 2114  ax-8 2168  ax-9 2175  ax-10 2194  ax-11 2209  ax-12 2222  ax-13 2391  ax-ext 2804  ax-rep 4995  ax-sep 5006  ax-nul 5014  ax-pow 5066  ax-pr 5128  ax-un 7210  ax-inf2 8816  ax-cnex 10309  ax-resscn 10310  ax-1cn 10311  ax-icn 10312  ax-addcl 10313  ax-addrcl 10314  ax-mulcl 10315  ax-mulrcl 10316  ax-mulcom 10317  ax-addass 10318  ax-mulass 10319  ax-distr 10320  ax-i2m1 10321  ax-1ne0 10322  ax-1rid 10323  ax-rnegex 10324  ax-rrecex 10325  ax-cnre 10326  ax-pre-lttri 10327  ax-pre-lttrn 10328  ax-pre-ltadd 10329  ax-pre-mulgt0 10330  ax-pre-sup 10331

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 881  df-3or 1114  df-3an 1115  df-tru 1662  df-fal 1672  df-ex 1881  df-nf 1885  df-sb 2070  df-mo 2606  df-eu 2641  df-clab 2813  df-cleq 2819  df-clel 2822  df-nfc 2959  df-ne 3001  df-nel 3104  df-ral 3123  df-rex 3124  df-reu 3125  df-rmo 3126  df-rab 3127  df-v 3417  df-sbc 3664  df-csb 3759  df-dif 3802  df-un 3804  df-in 3806  df-ss 3813  df-pss 3815  df-nul 4146  df-if 4308  df-pw 4381  df-sn 4399  df-pr 4401  df-tp 4403  df-op 4405  df-uni 4660  df-int 4699  df-iun 4743  df-disj 4843  df-br 4875  df-opab 4937  df-mpt 4954  df-tr 4977  df-id 5251  df-eprel 5256  df-po 5264  df-so 5265  df-fr 5302  df-se 5303  df-we 5304  df-xp 5349  df-rel 5350  df-cnv 5351  df-co 5352  df-dm 5353  df-rn 5354  df-res 5355  df-ima 5356  df-pred 5921  df-ord 5967  df-on 5968  df-lim 5969  df-suc 5970  df-iota 6087  df-fun 6126  df-fn 6127  df-f 6128  df-f1 6129  df-fo 6130  df-f1o 6131  df-fv 6132  df-isom 6133  df-riota 6867  df-ov 6909  df-oprab 6910  df-mpt2 6911  df-om 7328  df-1st 7429  df-2nd 7430  df-wrecs 7673  df-recs 7735  df-rdg 7773  df-1o 7827  df-2o 7828  df-oadd 7831  df-er 8010  df-en 8224  df-dom 8225  df-sdom 8226  df-fin 8227  df-sup 8618  df-oi 8685  df-card 9079  df-cda 9306  df-pnf 10394  df-mnf 10395  df-xr 10396  df-ltxr 10397  df-le 10398  df-sub 10588  df-neg 10589  df-div 11011  df-nn 11352  df-2 11415  df-3 11416  df-n0 11620  df-xnn0 11692  df-z 11706  df-uz 11970  df-rp 12114  df-xadd 12234  df-fz 12621  df-fzo 12762  df-seq 13097  df-exp 13156  df-hash 13412  df-cj 14217  df-re 14218  df-im 14219  df-sqrt 14353  df-abs 14354  df-clim 14597  df-sum 14795  df-vtx 26297  df-iedg 26298  df-edg 26347  df-uhgr 26357  df-upgr 26381  df-umgr 26382  df-uspgr 26450  df-usgr 26451  df-fusgr 26615  df-vtxdg 26765

This theorem is referenced by: (None)