MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fusgrhashclwwlkn Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fusgrhashclwwlkn 29888
Description: The size of the set of closed walks (defined as words) with a fixed length which is a prime number is the product of the number of equivalence classes for over the set of closed walks and the fixed length. (Contributed by Alexander van der Vekens, 17-Jun-2018.) (Revised by AV, 1-May-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
erclwwlkn.w 𝑊 = (𝑁 ClWWalksN 𝐺)
erclwwlkn.r = {⟨𝑡, 𝑢⟩ ∣ (𝑡𝑊𝑢𝑊 ∧ ∃𝑛 ∈ (0...𝑁)𝑡 = (𝑢 cyclShift 𝑛))}
Assertion
Ref Expression
fusgrhashclwwlkn ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) → (♯‘𝑊) = ((♯‘(𝑊 / )) · 𝑁))
Distinct variable groups:   𝑡,𝑊,𝑢   𝑛,𝑁,𝑢,𝑡   𝑛,𝑊   𝑛,𝐺,𝑢
Allowed substitution hints:   (𝑢,𝑡,𝑛)   𝐺(𝑡)

Proof of Theorem fusgrhashclwwlkn
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2728 . . . . 5 (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐺)
21fusgrvtxfi 29131 . . . 4 (𝐺 ∈ FinUSGraph → (Vtx‘𝐺) ∈ Fin)
32adantr 480 . . 3 ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) → (Vtx‘𝐺) ∈ Fin)
4 erclwwlkn.w . . . 4 𝑊 = (𝑁 ClWWalksN 𝐺)
5 erclwwlkn.r . . . 4 = {⟨𝑡, 𝑢⟩ ∣ (𝑡𝑊𝑢𝑊 ∧ ∃𝑛 ∈ (0...𝑁)𝑡 = (𝑢 cyclShift 𝑛))}
64, 5hashclwwlkn0 29883 . . 3 ((Vtx‘𝐺) ∈ Fin → (♯‘𝑊) = Σ𝑥 ∈ (𝑊 / )(♯‘𝑥))
73, 6syl 17 . 2 ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) → (♯‘𝑊) = Σ𝑥 ∈ (𝑊 / )(♯‘𝑥))
8 fusgrusgr 29134 . . . . . 6 (𝐺 ∈ FinUSGraph → 𝐺 ∈ USGraph)
9 usgrumgr 28993 . . . . . 6 (𝐺 ∈ USGraph → 𝐺 ∈ UMGraph)
108, 9syl 17 . . . . 5 (𝐺 ∈ FinUSGraph → 𝐺 ∈ UMGraph)
114, 5umgrhashecclwwlk 29887 . . . . 5 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) → (𝑥 ∈ (𝑊 / ) → (♯‘𝑥) = 𝑁))
1210, 11sylan 579 . . . 4 ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) → (𝑥 ∈ (𝑊 / ) → (♯‘𝑥) = 𝑁))
1312imp 406 . . 3 (((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) ∧ 𝑥 ∈ (𝑊 / )) → (♯‘𝑥) = 𝑁)
1413sumeq2dv 15681 . 2 ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) → Σ𝑥 ∈ (𝑊 / )(♯‘𝑥) = Σ𝑥 ∈ (𝑊 / )𝑁)
154, 5qerclwwlknfi 29882 . . . 4 ((Vtx‘𝐺) ∈ Fin → (𝑊 / ) ∈ Fin)
163, 15syl 17 . . 3 ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) → (𝑊 / ) ∈ Fin)
17 prmnn 16644 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℙ → 𝑁 ∈ ℕ)
1817nncnd 12258 . . . 4 (𝑁 ∈ ℙ → 𝑁 ∈ ℂ)
1918adantl 481 . . 3 ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) → 𝑁 ∈ ℂ)
20 fsumconst 15768 . . 3 (((𝑊 / ) ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ ℂ) → Σ𝑥 ∈ (𝑊 / )𝑁 = ((♯‘(𝑊 / )) · 𝑁))
2116, 19, 20syl2anc 583 . 2 ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) → Σ𝑥 ∈ (𝑊 / )𝑁 = ((♯‘(𝑊 / )) · 𝑁))
227, 14, 213eqtrd 2772 1 ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℙ) → (♯‘𝑊) = ((♯‘(𝑊 / )) · 𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1085   = wceq 1534  wcel 2099  wrex 3067  {copab 5210  cfv 6548  (class class class)co 7420   / cqs 8723  Fincfn 8963  cc 11136  0cc0 11138   · cmul 11143  ...cfz 13516  chash 14321   cyclShift ccsh 14770  Σcsu 15664  cprime 16641  Vtxcvtx 28808  UMGraphcumgr 28893  USGraphcusgr 28961  FinUSGraphcfusgr 29128   ClWWalksN cclwwlkn 29833
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2699  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7740  ax-inf2 9664  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215  ax-pre-sup 11216
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2530  df-eu 2559  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3373  df-reu 3374  df-rab 3430  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4909  df-int 4950  df-iun 4998  df-disj 5114  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-se 5634  df-we 5635  df-xp 5684  df-rel 5685  df-cnv 5686  df-co 5687  df-dm 5688  df-rn 5689  df-res 5690  df-ima 5691  df-pred 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6500  df-fun 6550  df-fn 6551  df-f 6552  df-f1 6553  df-fo 6554  df-f1o 6555  df-fv 6556  df-isom 6557  df-riota 7376  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7871  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-frecs 8286  df-wrecs 8317  df-recs 8391  df-rdg 8430  df-1o 8486  df-2o 8487  df-oadd 8490  df-er 8724  df-ec 8726  df-qs 8730  df-map 8846  df-pm 8847  df-en 8964  df-dom 8965  df-sdom 8966  df-fin 8967  df-sup 9465  df-inf 9466  df-oi 9533  df-dju 9924  df-card 9962  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477  df-div 11902  df-nn 12243  df-2 12305  df-3 12306  df-n0 12503  df-xnn0 12575  df-z 12589  df-uz 12853  df-rp 13007  df-ico 13362  df-fz 13517  df-fzo 13660  df-fl 13789  df-mod 13867  df-seq 13999  df-exp 14059  df-hash 14322  df-word 14497  df-lsw 14545  df-concat 14553  df-substr 14623  df-pfx 14653  df-reps 14751  df-csh 14771  df-cj 15078  df-re 15079  df-im 15080  df-sqrt 15214  df-abs 15215  df-clim 15464  df-sum 15665  df-dvds 16231  df-gcd 16469  df-prm 16642  df-phi 16734  df-edg 28860  df-umgr 28895  df-usgr 28963  df-fusgr 29129  df-clwwlk 29791  df-clwwlkn 29834
This theorem is referenced by:  clwwlkndivn  29889
  Copyright terms: Public domain W3C validator