Theorem isconngr1 30181

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 30179	. . 3 ⊢ ConnGraph = {𝑔 ∣ [(Vtx‘𝑔) / 𝑣]∀𝑘 ∈ 𝑣 ∀𝑛 ∈ (𝑣 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝}
2	1	eleq2i 2825	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ ConnGraph ↔ 𝐺 ∈ {𝑔 ∣ [(Vtx‘𝑔) / 𝑣]∀𝑘 ∈ 𝑣 ∀𝑛 ∈ (𝑣 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝})
3		fvex 6844	. . . . . 6 ⊢ (Vtx‘𝑔) ∈ V
4		id 22	. . . . . . 7 ⊢ (𝑣 = (Vtx‘𝑔) → 𝑣 = (Vtx‘𝑔))
5		difeq1 4070	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑣 = (Vtx‘𝑔) → (𝑣 ∖ {𝑘}) = ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘}))
6	5	raleqdv 3294	. . . . . . 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 3314	. . . . . 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 3780	. . . . 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 2800	. . . 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 2825	. . 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 6831	. . . . . 6 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (Vtx‘ℎ) = (Vtx‘𝐺))
12		isconngr.v	. . . . . 6 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
13	11, 12	eqtr4di 2786	. . . . 5 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (Vtx‘ℎ) = 𝑉)
14	13	difeq1d 4076	. . . . . 6 ⊢ (ℎ = 𝐺 → ((Vtx‘ℎ) ∖ {𝑘}) = (𝑉 ∖ {𝑘}))
15		fveq2 6831	. . . . . . . . 9 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (PathsOn‘ℎ) = (PathsOn‘𝐺))
16	15	oveqd 7372	. . . . . . . 8 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛) = (𝑘(PathsOn‘𝐺)𝑛))
17	16	breqd 5106	. . . . . . 7 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝 ↔ 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝐺)𝑛)𝑝))
18	17	2exbidv 1925	. . . . . 6 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝 ↔ ∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝐺)𝑛)𝑝))
19	14, 18	raleqbidv 3314	. . . . 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 3314	. . . 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 6831	. . . . . 6 ⊢ (𝑔 = ℎ → (Vtx‘𝑔) = (Vtx‘ℎ))
22	21	difeq1d 4076	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = ℎ → ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘}) = ((Vtx‘ℎ) ∖ {𝑘}))
23		fveq2 6831	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑔 = ℎ → (PathsOn‘𝑔) = (PathsOn‘ℎ))
24	23	oveqd 7372	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑔 = ℎ → (𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛) = (𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛))
25	24	breqd 5106	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 = ℎ → (𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝 ↔ 𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝))
26	25	2exbidv 1925	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = ℎ → (∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝 ↔ ∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝))
27	22, 26	raleqbidv 3314	. . . . . 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 3314	. . . . 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 2803	. . . 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 3633	. . 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 1541  ∃wex 1780   ∈ wcel 2113  {cab 2711  ∀wral 3049  [wsbc 3738   ∖ cdif 3896  {csn 4577   class class class wbr 5095  ‘cfv 6489  (class class class)co 7355  Vtxcvtx 28985  PathsOncpthson 29701  ConnGraphcconngr 30177

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 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2705  ax-rep 5221  ax-sep 5238  ax-nul 5248  ax-pow 5307  ax-pr 5374  ax-un 7677  ax-cnex 11072  ax-resscn 11073  ax-1cn 11074  ax-icn 11075  ax-addcl 11076  ax-addrcl 11077  ax-mulcl 11078  ax-mulrcl 11079  ax-mulcom 11080  ax-addass 11081  ax-mulass 11082  ax-distr 11083  ax-i2m1 11084  ax-1ne0 11085  ax-1rid 11086  ax-rnegex 11087  ax-rrecex 11088  ax-cnre 11089  ax-pre-lttri 11090  ax-pre-lttrn 11091  ax-pre-ltadd 11092  ax-pre-mulgt0 11093

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 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2725  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2931  df-nel 3035  df-ral 3050  df-rex 3059  df-reu 3349  df-rab 3398  df-v 3440  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4285  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-op 4584  df-uni 4861  df-int 4900  df-iun 4945  df-br 5096  df-opab 5158  df-mpt 5177  df-tr 5203  df-id 5516  df-eprel 5521  df-po 5529  df-so 5530  df-fr 5574  df-we 5576  df-xp 5627  df-rel 5628  df-cnv 5629  df-co 5630  df-dm 5631  df-rn 5632  df-res 5633  df-ima 5634  df-pred 6256  df-ord 6317  df-on 6318  df-lim 6319  df-suc 6320  df-iota 6445  df-fun 6491  df-fn 6492  df-f 6493  df-f1 6494  df-fo 6495  df-f1o 6496  df-fv 6497  df-riota 7312  df-ov 7358  df-oprab 7359  df-mpo 7360  df-om 7806  df-1st 7930  df-2nd 7931  df-frecs 8220  df-wrecs 8251  df-recs 8300  df-rdg 8338  df-1o 8394  df-er 8631  df-map 8761  df-pm 8762  df-en 8879  df-dom 8880  df-sdom 8881  df-fin 8882  df-card 9842  df-pnf 11158  df-mnf 11159  df-xr 11160  df-ltxr 11161  df-le 11162  df-sub 11356  df-neg 11357  df-nn 12136  df-n0 12392  df-z 12479  df-uz 12743  df-fz 13418  df-fzo 13565  df-hash 14248  df-word 14431  df-wlks 29589  df-wlkson 29590  df-trls 29680  df-trlson 29681  df-pths 29703  df-pthson 29705  df-conngr 30178

This theorem is referenced by:  cusconngr  30182  frgrconngr  30285