Theorem isconngr1 30171

Description: The property of being a connected graph. (Contributed by Alexander van der Vekens, 2-Dec-2017.) (Revised by AV, 15-Feb-2021.)

Hypothesis

Ref	Expression
isconngr.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
isconngr1	⊢ (𝐺 ∈ 𝑊 → (𝐺 ∈ ConnGraph ↔ ∀𝑘 ∈ 𝑉 ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝐺)𝑛)𝑝))

Distinct variable groups:   𝑓,𝑘,𝑛,𝑝,𝐺   𝑘,𝑉,𝑛

Allowed substitution hints:   𝑉(𝑓,𝑝)   𝑊(𝑓,𝑘,𝑛,𝑝)

Proof of Theorem isconngr1

Dummy variables 𝑔 ℎ 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dfconngr1 30169	. . 3 ⊢ ConnGraph = {𝑔 ∣ [(Vtx‘𝑔) / 𝑣]∀𝑘 ∈ 𝑣 ∀𝑛 ∈ (𝑣 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝}
2	1	eleq2i 2826	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ ConnGraph ↔ 𝐺 ∈ {𝑔 ∣ [(Vtx‘𝑔) / 𝑣]∀𝑘 ∈ 𝑣 ∀𝑛 ∈ (𝑣 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝})
3		fvex 6889	. . . . . 6 ⊢ (Vtx‘𝑔) ∈ V
4		id 22	. . . . . . 7 ⊢ (𝑣 = (Vtx‘𝑔) → 𝑣 = (Vtx‘𝑔))
5		difeq1 4094	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑣 = (Vtx‘𝑔) → (𝑣 ∖ {𝑘}) = ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘}))
6	5	raleqdv 3305	. . . . . . 7 ⊢ (𝑣 = (Vtx‘𝑔) → (∀𝑛 ∈ (𝑣 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝 ↔ ∀𝑛 ∈ ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝))
7	4, 6	raleqbidv 3325	. . . . . 6 ⊢ (𝑣 = (Vtx‘𝑔) → (∀𝑘 ∈ 𝑣 ∀𝑛 ∈ (𝑣 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝 ↔ ∀𝑘 ∈ (Vtx‘𝑔)∀𝑛 ∈ ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝))
8	3, 7	sbcie 3807	. . . . 5 ⊢ ([(Vtx‘𝑔) / 𝑣]∀𝑘 ∈ 𝑣 ∀𝑛 ∈ (𝑣 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝 ↔ ∀𝑘 ∈ (Vtx‘𝑔)∀𝑛 ∈ ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝)
9	8	abbii 2802	. . . 4 ⊢ {𝑔 ∣ [(Vtx‘𝑔) / 𝑣]∀𝑘 ∈ 𝑣 ∀𝑛 ∈ (𝑣 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝} = {𝑔 ∣ ∀𝑘 ∈ (Vtx‘𝑔)∀𝑛 ∈ ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝}
10	9	eleq2i 2826	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ {𝑔 ∣ [(Vtx‘𝑔) / 𝑣]∀𝑘 ∈ 𝑣 ∀𝑛 ∈ (𝑣 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝} ↔ 𝐺 ∈ {𝑔 ∣ ∀𝑘 ∈ (Vtx‘𝑔)∀𝑛 ∈ ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝})
11		fveq2 6876	. . . . . 6 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (Vtx‘ℎ) = (Vtx‘𝐺))
12		isconngr.v	. . . . . 6 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
13	11, 12	eqtr4di 2788	. . . . 5 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (Vtx‘ℎ) = 𝑉)
14	13	difeq1d 4100	. . . . . 6 ⊢ (ℎ = 𝐺 → ((Vtx‘ℎ) ∖ {𝑘}) = (𝑉 ∖ {𝑘}))
15		fveq2 6876	. . . . . . . . 9 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (PathsOn‘ℎ) = (PathsOn‘𝐺))
16	15	oveqd 7422	. . . . . . . 8 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛) = (𝑘(PathsOn‘𝐺)𝑛))
17	16	breqd 5130	. . . . . . 7 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝 ↔ 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝐺)𝑛)𝑝))
18	17	2exbidv 1924	. . . . . 6 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝 ↔ ∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝐺)𝑛)𝑝))
19	14, 18	raleqbidv 3325	. . . . 5 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (∀𝑛 ∈ ((Vtx‘ℎ) ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝 ↔ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝐺)𝑛)𝑝))
20	13, 19	raleqbidv 3325	. . . 4 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (∀𝑘 ∈ (Vtx‘ℎ)∀𝑛 ∈ ((Vtx‘ℎ) ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝 ↔ ∀𝑘 ∈ 𝑉 ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝐺)𝑛)𝑝))
21		fveq2 6876	. . . . . 6 ⊢ (𝑔 = ℎ → (Vtx‘𝑔) = (Vtx‘ℎ))
22	21	difeq1d 4100	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = ℎ → ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘}) = ((Vtx‘ℎ) ∖ {𝑘}))
23		fveq2 6876	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑔 = ℎ → (PathsOn‘𝑔) = (PathsOn‘ℎ))
24	23	oveqd 7422	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑔 = ℎ → (𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛) = (𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛))
25	24	breqd 5130	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 = ℎ → (𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝 ↔ 𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝))
26	25	2exbidv 1924	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = ℎ → (∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝 ↔ ∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝))
27	22, 26	raleqbidv 3325	. . . . . 6 ⊢ (𝑔 = ℎ → (∀𝑛 ∈ ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝 ↔ ∀𝑛 ∈ ((Vtx‘ℎ) ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝))
28	21, 27	raleqbidv 3325	. . . . 5 ⊢ (𝑔 = ℎ → (∀𝑘 ∈ (Vtx‘𝑔)∀𝑛 ∈ ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝 ↔ ∀𝑘 ∈ (Vtx‘ℎ)∀𝑛 ∈ ((Vtx‘ℎ) ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝))
29	28	cbvabv 2805	. . . 4 ⊢ {𝑔 ∣ ∀𝑘 ∈ (Vtx‘𝑔)∀𝑛 ∈ ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝} = {ℎ ∣ ∀𝑘 ∈ (Vtx‘ℎ)∀𝑛 ∈ ((Vtx‘ℎ) ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝}
30	20, 29	elab2g 3659	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ 𝑊 → (𝐺 ∈ {𝑔 ∣ ∀𝑘 ∈ (Vtx‘𝑔)∀𝑛 ∈ ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝} ↔ ∀𝑘 ∈ 𝑉 ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝐺)𝑛)𝑝))
31	10, 30	bitrid 283	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ 𝑊 → (𝐺 ∈ {𝑔 ∣ [(Vtx‘𝑔) / 𝑣]∀𝑘 ∈ 𝑣 ∀𝑛 ∈ (𝑣 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝} ↔ ∀𝑘 ∈ 𝑉 ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝐺)𝑛)𝑝))
32	2, 31	bitrid 283	1 ⊢ (𝐺 ∈ 𝑊 → (𝐺 ∈ ConnGraph ↔ ∀𝑘 ∈ 𝑉 ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝐺)𝑛)𝑝))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   = wceq 1540  ∃wex 1779   ∈ wcel 2108  {cab 2713  ∀wral 3051  [wsbc 3765   ∖ cdif 3923  {csn 4601   class class class wbr 5119  ‘cfv 6531  (class class class)co 7405  Vtxcvtx 28975  PathsOncpthson 29694  ConnGraphcconngr 30167

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2707  ax-rep 5249  ax-sep 5266  ax-nul 5276  ax-pow 5335  ax-pr 5402  ax-un 7729  ax-cnex 11185  ax-resscn 11186  ax-1cn 11187  ax-icn 11188  ax-addcl 11189  ax-addrcl 11190  ax-mulcl 11191  ax-mulrcl 11192  ax-mulcom 11193  ax-addass 11194  ax-mulass 11195  ax-distr 11196  ax-i2m1 11197  ax-1ne0 11198  ax-1rid 11199  ax-rnegex 11200  ax-rrecex 11201  ax-cnre 11202  ax-pre-lttri 11203  ax-pre-lttrn 11204  ax-pre-ltadd 11205  ax-pre-mulgt0 11206

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-ifp 1063  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2809  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-reu 3360  df-rab 3416  df-v 3461  df-sbc 3766  df-csb 3875  df-dif 3929  df-un 3931  df-in 3933  df-ss 3943  df-pss 3946  df-nul 4309  df-if 4501  df-pw 4577  df-sn 4602  df-pr 4604  df-op 4608  df-uni 4884  df-int 4923  df-iun 4969  df-br 5120  df-opab 5182  df-mpt 5202  df-tr 5230  df-id 5548  df-eprel 5553  df-po 5561  df-so 5562  df-fr 5606  df-we 5608  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6290  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6484  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-riota 7362  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7862  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-er 8719  df-map 8842  df-pm 8843  df-en 8960  df-dom 8961  df-sdom 8962  df-fin 8963  df-card 9953  df-pnf 11271  df-mnf 11272  df-xr 11273  df-ltxr 11274  df-le 11275  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12241  df-n0 12502  df-z 12589  df-uz 12853  df-fz 13525  df-fzo 13672  df-hash 14349  df-word 14532  df-wlks 29579  df-wlkson 29580  df-trls 29672  df-trlson 29673  df-pths 29696  df-pthson 29698  df-conngr 30168

This theorem is referenced by:  cusconngr  30172  frgrconngr  30275