Theorem isconngr1 30152

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 30150	. . 3 ⊢ ConnGraph = {𝑔 ∣ [(Vtx‘𝑔) / 𝑣]∀𝑘 ∈ 𝑣 ∀𝑛 ∈ (𝑣 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝}
2	1	eleq2i 2820	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ ConnGraph ↔ 𝐺 ∈ {𝑔 ∣ [(Vtx‘𝑔) / 𝑣]∀𝑘 ∈ 𝑣 ∀𝑛 ∈ (𝑣 ∖ {𝑘})∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝})
3		fvex 6839	. . . . . 6 ⊢ (Vtx‘𝑔) ∈ V
4		id 22	. . . . . . 7 ⊢ (𝑣 = (Vtx‘𝑔) → 𝑣 = (Vtx‘𝑔))
5		difeq1 4072	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑣 = (Vtx‘𝑔) → (𝑣 ∖ {𝑘}) = ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘}))
6	5	raleqdv 3290	. . . . . . 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 3310	. . . . . 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 3786	. . . . 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 2796	. . . 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 2820	. . 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 6826	. . . . . 6 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (Vtx‘ℎ) = (Vtx‘𝐺))
12		isconngr.v	. . . . . 6 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
13	11, 12	eqtr4di 2782	. . . . 5 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (Vtx‘ℎ) = 𝑉)
14	13	difeq1d 4078	. . . . . 6 ⊢ (ℎ = 𝐺 → ((Vtx‘ℎ) ∖ {𝑘}) = (𝑉 ∖ {𝑘}))
15		fveq2 6826	. . . . . . . . 9 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (PathsOn‘ℎ) = (PathsOn‘𝐺))
16	15	oveqd 7370	. . . . . . . 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 1924	. . . . . 6 ⊢ (ℎ = 𝐺 → (∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝 ↔ ∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝐺)𝑛)𝑝))
19	14, 18	raleqbidv 3310	. . . . 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 3310	. . . 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 6826	. . . . . 6 ⊢ (𝑔 = ℎ → (Vtx‘𝑔) = (Vtx‘ℎ))
22	21	difeq1d 4078	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = ℎ → ((Vtx‘𝑔) ∖ {𝑘}) = ((Vtx‘ℎ) ∖ {𝑘}))
23		fveq2 6826	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑔 = ℎ → (PathsOn‘𝑔) = (PathsOn‘ℎ))
24	23	oveqd 7370	. . . . . . . . 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 1924	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = ℎ → (∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘𝑔)𝑛)𝑝 ↔ ∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝑘(PathsOn‘ℎ)𝑛)𝑝))
27	22, 26	raleqbidv 3310	. . . . . 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 3310	. . . . 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 2799	. . . 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 3638	. . 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 2109  {cab 2707  ∀wral 3044  [wsbc 3744   ∖ cdif 3902  {csn 4579   class class class wbr 5095  ‘cfv 6486  (class class class)co 7353  Vtxcvtx 28959  PathsOncpthson 29675  ConnGraphcconngr 30148

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 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5221  ax-sep 5238  ax-nul 5248  ax-pow 5307  ax-pr 5374  ax-un 7675  ax-cnex 11084  ax-resscn 11085  ax-1cn 11086  ax-icn 11087  ax-addcl 11088  ax-addrcl 11089  ax-mulcl 11090  ax-mulrcl 11091  ax-mulcom 11092  ax-addass 11093  ax-mulass 11094  ax-distr 11095  ax-i2m1 11096  ax-1ne0 11097  ax-1rid 11098  ax-rnegex 11099  ax-rrecex 11100  ax-cnre 11101  ax-pre-lttri 11102  ax-pre-lttrn 11103  ax-pre-ltadd 11104  ax-pre-mulgt0 11105

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 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-reu 3346  df-rab 3397  df-v 3440  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4479  df-pw 4555  df-sn 4580  df-pr 4582  df-op 4586  df-uni 4862  df-int 4900  df-iun 4946  df-br 5096  df-opab 5158  df-mpt 5177  df-tr 5203  df-id 5518  df-eprel 5523  df-po 5531  df-so 5532  df-fr 5576  df-we 5578  df-xp 5629  df-rel 5630  df-cnv 5631  df-co 5632  df-dm 5633  df-rn 5634  df-res 5635  df-ima 5636  df-pred 6253  df-ord 6314  df-on 6315  df-lim 6316  df-suc 6317  df-iota 6442  df-fun 6488  df-fn 6489  df-f 6490  df-f1 6491  df-fo 6492  df-f1o 6493  df-fv 6494  df-riota 7310  df-ov 7356  df-oprab 7357  df-mpo 7358  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-frecs 8221  df-wrecs 8252  df-recs 8301  df-rdg 8339  df-1o 8395  df-er 8632  df-map 8762  df-pm 8763  df-en 8880  df-dom 8881  df-sdom 8882  df-fin 8883  df-card 9854  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11367  df-neg 11368  df-nn 12147  df-n0 12403  df-z 12490  df-uz 12754  df-fz 13429  df-fzo 13576  df-hash 14256  df-word 14439  df-wlks 29563  df-wlkson 29564  df-trls 29654  df-trlson 29655  df-pths 29677  df-pthson 29679  df-conngr 30149

This theorem is referenced by:  cusconngr  30153  frgrconngr  30256