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| Color key: | (1-30845) |
(30846-32368) |
(32369-49617) |
| Type | Label | Description | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Statement | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | axcont 28901* | The axiom of continuity. Take two sets of points 𝐴 and 𝐵. If all the points in 𝐴 come before the points of 𝐵 on a line, then there is a point separating the two. Axiom A11 of [Schwabhauser] p. 13. (Contributed by Scott Fenton, 20-Jun-2013.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ⊆ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ⊆ (𝔼‘𝑁) ∧ ∃𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 Btwn 〈𝑎, 𝑦〉)) → ∃𝑏 ∈ (𝔼‘𝑁)∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑏 Btwn 〈𝑥, 𝑦〉) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Syntax | ceeng 28902 | Extends class notation with the Tarski geometry structure for 𝔼↑𝑁. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| class EEG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Definition | df-eeng 28903* | Define the geometry structure for 𝔼↑𝑁. (Contributed by Thierry Arnoux, 24-Aug-2017.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ EEG = (𝑛 ∈ ℕ ↦ ({〈(Base‘ndx), (𝔼‘𝑛)〉, 〈(dist‘ndx), (𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛), 𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ↦ Σ𝑖 ∈ (1...𝑛)(((𝑥‘𝑖) − (𝑦‘𝑖))↑2))〉} ∪ {〈(Itv‘ndx), (𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛), 𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ↦ {𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∣ 𝑧 Btwn 〈𝑥, 𝑦〉})〉, 〈(LineG‘ndx), (𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛), 𝑦 ∈ ((𝔼‘𝑛) ∖ {𝑥}) ↦ {𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∣ (𝑧 Btwn 〈𝑥, 𝑦〉 ∨ 𝑥 Btwn 〈𝑧, 𝑦〉 ∨ 𝑦 Btwn 〈𝑥, 𝑧〉)})〉})) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | eengv 28904* | The value of the Euclidean geometry for dimension 𝑁. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Mar-2019.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (EEG‘𝑁) = ({〈(Base‘ndx), (𝔼‘𝑁)〉, 〈(dist‘ndx), (𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁), 𝑦 ∈ (𝔼‘𝑁) ↦ Σ𝑖 ∈ (1...𝑁)(((𝑥‘𝑖) − (𝑦‘𝑖))↑2))〉} ∪ {〈(Itv‘ndx), (𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁), 𝑦 ∈ (𝔼‘𝑁) ↦ {𝑧 ∈ (𝔼‘𝑁) ∣ 𝑧 Btwn 〈𝑥, 𝑦〉})〉, 〈(LineG‘ndx), (𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁), 𝑦 ∈ ((𝔼‘𝑁) ∖ {𝑥}) ↦ {𝑧 ∈ (𝔼‘𝑁) ∣ (𝑧 Btwn 〈𝑥, 𝑦〉 ∨ 𝑥 Btwn 〈𝑧, 𝑦〉 ∨ 𝑦 Btwn 〈𝑥, 𝑧〉)})〉})) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | eengstr 28905 | The Euclidean geometry as a structure. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Mar-2019.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (EEG‘𝑁) Struct 〈1, ;17〉) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | eengbas 28906 | The Base of the Euclidean geometry. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Mar-2019.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝔼‘𝑁) = (Base‘(EEG‘𝑁))) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | ebtwntg 28907 | The betweenness relation used in the Tarski structure for the Euclidean geometry is the same as Btwn. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Mar-2019.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ) & ⊢ 𝑃 = (Base‘(EEG‘𝑁)) & ⊢ 𝐼 = (Itv‘(EEG‘𝑁)) & ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑃) & ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝑃) & ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ 𝑃) ⇒ ⊢ (𝜑 → (𝑍 Btwn 〈𝑋, 𝑌〉 ↔ 𝑍 ∈ (𝑋𝐼𝑌))) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | ecgrtg 28908 | The congruence relation used in the Tarski structure for the Euclidean geometry is the same as Cgr. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Mar-2019.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ) & ⊢ 𝑃 = (Base‘(EEG‘𝑁)) & ⊢ − = (dist‘(EEG‘𝑁)) & ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑃) & ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑃) & ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑃) & ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑃) ⇒ ⊢ (𝜑 → (〈𝐴, 𝐵〉Cgr〈𝐶, 𝐷〉 ↔ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝐷))) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | elntg 28909* | The line definition in the Tarski structure for the Euclidean geometry. (Contributed by Thierry Arnoux, 7-Apr-2019.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑃 = (Base‘(EEG‘𝑁)) & ⊢ 𝐼 = (Itv‘(EEG‘𝑁)) ⇒ ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (LineG‘(EEG‘𝑁)) = (𝑥 ∈ 𝑃, 𝑦 ∈ (𝑃 ∖ {𝑥}) ↦ {𝑧 ∈ 𝑃 ∣ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))})) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | elntg2 28910* | The line definition in the Tarski structure for the Euclidean geometry. In contrast to elntg 28909, the betweenness can be strengthened by excluding 1 resp. 0 from the related intervals (because of 𝑥 ≠ 𝑦). (Contributed by AV, 14-Feb-2023.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑃 = (Base‘(EEG‘𝑁)) & ⊢ 𝐼 = (1...𝑁) ⇒ ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (LineG‘(EEG‘𝑁)) = (𝑥 ∈ 𝑃, 𝑦 ∈ (𝑃 ∖ {𝑥}) ↦ {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ (∃𝑘 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑝‘𝑖) = (((1 − 𝑘) · (𝑥‘𝑖)) + (𝑘 · (𝑦‘𝑖))) ∨ ∃𝑙 ∈ (0[,)1)∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑥‘𝑖) = (((1 − 𝑙) · (𝑝‘𝑖)) + (𝑙 · (𝑦‘𝑖))) ∨ ∃𝑚 ∈ (0(,]1)∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑦‘𝑖) = (((1 − 𝑚) · (𝑥‘𝑖)) + (𝑚 · (𝑝‘𝑖))))})) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | eengtrkg 28911 | The geometry structure for 𝔼↑𝑁 is a Tarski geometry. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Mar-2019.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (EEG‘𝑁) ∈ TarskiG) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | eengtrkge 28912 | The geometry structure for 𝔼↑𝑁 is a Euclidean geometry. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Mar-2019.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (EEG‘𝑁) ∈ TarskiGE) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Basic concepts:
Basic kinds of graphs:
Terms and properties of graphs:
Special kinds of graphs:
For the terms "Path", "Walk", "Trail", "Circuit", "Cycle" see the remarks below and the definitions in Section I.1 in [Bollobas] p. 4-5. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In the following, the vertices and (indexed) edges for an arbitrary class 𝐺 (called "graph" in the following) are defined and examined. The main result of this section is to show that the set of vertices (Vtx‘𝐺) of a graph 𝐺 is the first component 𝑉 of the graph 𝐺 if it is represented by an ordered pair 〈𝑉, 𝐸〉 (see opvtxfv 28929), or the base set (Base‘𝐺) of the graph 𝐺 if it is represented as extensible structure (see basvtxval 28941), and that the set of indexed edges resp. the edge function (iEdg‘𝐺) is the second component 𝐸 of the graph 𝐺 if it is represented by an ordered pair 〈𝑉, 𝐸〉 (see opiedgfv 28932), or the component (.ef‘𝐺) of the graph 𝐺 if it is represented as extensible structure (see edgfiedgval 28942). Finally, it is shown that the set of edges of a graph 𝐺 is the range of its edge function: (Edg‘𝐺) = ran (iEdg‘𝐺), see edgval 28974. Usually, a graph 𝐺 is a set. If 𝐺 is a proper class, however, it represents the null graph (without vertices and edges), because (Vtx‘𝐺) = ∅ and (iEdg‘𝐺) = ∅ holds, see vtxvalprc 28970 and iedgvalprc 28971. Up to the end of this section, the edges need not be related to the vertices. Once undirected hypergraphs are defined (see df-uhgr 28983), the edges become nonempty sets of vertices, and by this obtain their meaning as "connectors" of vertices. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Syntax | cedgf 28913 | Extend class notation with an edge function. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| class .ef | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Definition | df-edgf 28914 | Define the edge function (indexed edges) of a graph. (Contributed by AV, 18-Jan-2020.) Use its index-independent form edgfid 28915 instead. (New usage is discouraged.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ .ef = Slot ;18 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | edgfid 28915 | Utility theorem: index-independent form of df-edgf 28914. (Contributed by AV, 16-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ .ef = Slot (.ef‘ndx) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | edgfndx 28916 | Index value of the df-edgf 28914 slot. (Contributed by AV, 13-Oct-2024.) (New usage is discouraged.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (.ef‘ndx) = ;18 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | edgfndxnn 28917 | The index value of the edge function extractor is a positive integer. This property should be ensured for every concrete coding because otherwise it could not be used in an extensible structure (slots must be positive integers). (Contributed by AV, 21-Sep-2020.) (Proof shortened by AV, 13-Oct-2024.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (.ef‘ndx) ∈ ℕ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | edgfndxid 28918 | The value of the edge function extractor is the value of the corresponding slot of the structure. (Contributed by AV, 21-Sep-2020.) (Proof shortened by AV, 28-Oct-2024.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝐺 ∈ 𝑉 → (.ef‘𝐺) = (𝐺‘(.ef‘ndx))) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | basendxltedgfndx 28919 | The index value of the Base slot is less than the index value of the .ef slot. (Contributed by AV, 21-Sep-2020.) (Proof shortened by AV, 30-Oct-2024.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (Base‘ndx) < (.ef‘ndx) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | basendxnedgfndx 28920 | The slots Base and .ef are different. (Contributed by AV, 21-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (Base‘ndx) ≠ (.ef‘ndx) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
The key concepts in graph theory are vertices and edges. In general, a graph "consists" (at least) of two sets: the set of vertices and the set of edges. The edges "connect" vertices. The meaning of "connect" is different for different kinds of graphs (directed/undirected graphs, hyper-/pseudo-/ multi-/simple graphs, etc.). The simplest way to represent a graph (of any kind) is to define a graph as "an ordered pair of disjoint sets (V, E)" (see section I.1 in [Bollobas] p. 1), or in the notation of Metamath: 〈𝑉, 𝐸〉. Another way is to regard a graph as a mathematical structure, which consists at least of a set (of vertices) and a relation between the vertices (edge function), but which can be enhanced by additional features (see Wikipedia "Mathematical structure", 24-Sep-2020, https://en.wikipedia.org/wiki/Mathematical_structure): "In mathematics, a structure is a set endowed with some additional features on the set (e.g., operation, relation, metric, topology). Often, the additional features are attached or related to the set, so as to provide it with some additional meaning or significance.". Such structures are provided as "extensible structures" in Metamath, see df-struct 17164. To allow for expressing and proving most of the theorems for graphs independently from their representation, the functions Vtx and iEdg are defined (see df-vtx 28923 and df-iedg 28924), which provide the vertices resp. (indexed) edges of an arbitrary class 𝐺 which represents a graph: (Vtx‘𝐺) resp. (iEdg‘𝐺). In literature, these functions are often denoted also by "V" and "E", see section I.1 in [Bollobas] p. 1 ("If G is a graph, then V = V(G) is the vertex set of G, and E = E(G) is the edge set.") or section 1.1 in [Diestel] p. 2 ("The vertex set of graph G is referred to as V(G), its edge set as E(G)."). Instead of providing edges themselves, iEdg is intended to provide a function as mapping of "indices" (the domain of the function) to the edges (therefore called "set of indexed edges"), which allows for hyper-/pseudo-/multigraphs with more than one edge between two (or more) vertices. For example, e1 = e(1) = { a, b } and e2 = e(2) = { a, b } are two different edges connecting the same two vertices a and b (in a pseudograph). In section 1.10 of [Diestel] p. 28, the edge function is defined differently: as "map E -> V u. [V]^2 assigning to every edge either one or two vertices, its end.". Here, the domain is the set of abstract edges: for two different edges e1 and e2 connecting the same two vertices a and b, we would have e(e1) = e(e2) = { a, b }. Since the set of abstract edges can be chosen as index set, these definitions are equivalent. The result of these functions are as expected: for a graph represented as ordered pair (𝐺 ∈ (V × V)), the set of vertices is (Vtx‘𝐺) = (1st ‘𝐺) (see opvtxval 28928) and the set of (indexed) edges is (iEdg‘𝐺) = (2nd ‘𝐺) (see opiedgval 28931), or if 𝐺 is given as ordered pair 𝐺 = 〈𝑉, 𝐸〉, the set of vertices is (Vtx‘𝐺) = 𝑉 (see opvtxfv 28929) and the set of (indexed) edges is (iEdg‘𝐺) = 𝐸 (see opiedgfv 28932). And for a graph represented as extensible structure (𝐺 Struct 〈(Base‘ndx), (.ef‘ndx)〉), the set of vertices is (Vtx‘𝐺) = (Base‘𝐺) (see funvtxval 28943) and the set of (indexed) edges is (iEdg‘𝐺) = (.ef‘𝐺) (see funiedgval 28944), or if 𝐺 is given in its simplest form as extensible structure with two slots (𝐺 = {〈(Base‘ndx), 𝑉〉, 〈(.ef‘ndx), 𝐸〉}), the set of vertices is (Vtx‘𝐺) = 𝑉 (see struct2grvtx 28952) and the set of (indexed) edges is (iEdg‘𝐺) = 𝐸 (see struct2griedg 28953). These two representations are convertible, see graop 28954 and grastruct 28955: If 𝐺 is a graph (for example 𝐺 = 〈𝑉, 𝐸〉), then 𝐻 = {〈(Base‘ndx), (Vtx‘𝐺)〉, 〈(.ef‘ndx), (iEdg‘𝐺)〉} represents essentially the same graph, and if 𝐺 is a graph (for example 𝐺 = {〈(Base‘ndx), 𝑉〉, 〈(.ef‘ndx), 𝐸〉}), then 𝐻 = 〈(Vtx‘𝐺), (iEdg‘𝐺)〉 represents essentially the same graph. In both cases, (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐻) and (iEdg‘𝐺) = (iEdg‘𝐻) hold. Theorems gropd 28956 and gropeld 28958 show that if any representation of a graph with vertices 𝑉 and edges 𝐸 has a certain property, then the ordered pair 〈𝑉, 𝐸〉 of the set of vertices and the set of edges (which is such a representation of a graph with vertices 𝑉 and edges 𝐸) has this property. Analogously, theorems grstructd 28957 and grstructeld 28959 show that if any representation of a graph with vertices 𝑉 and edges 𝐸 has a certain property, then any extensible structure with base set 𝑉 and value 𝐸 in the slot for edge functions (which is also such a representation of a graph with vertices 𝑉 and edges 𝐸) has this property. Besides the usual way to represent graphs without edges (consisting of unconnected vertices only), which would be 𝐺 = 〈𝑉, ∅〉 or 𝐺 = {〈(Base‘ndx), 𝑉〉, 〈(.ef‘ndx), ∅〉}, a structure without a slot for edges can be used: 𝐺 = {〈(Base‘ndx), 𝑉〉}, see snstrvtxval 28962 and snstriedgval 28963. Analogously, the empty set ∅ can be used to represent the null graph, see vtxval0 28964 and iedgval0 28965, which can also be represented by 𝐺 = 〈∅, ∅〉 or 𝐺 = {〈(Base‘ndx), ∅〉, 〈(.ef‘ndx), ∅〉}. Even proper classes can be used to represent the null graph, see vtxvalprc 28970 and iedgvalprc 28971. Other classes should not be used to represent graphs, because there could be a degenerate behavior of the vertex set and (indexed) edge functions, see vtxvalsnop 28966 resp. iedgvalsnop 28967, and vtxval3sn 28968 resp. iedgval3sn 28969. Avoid directly depending on this detail so that theorems will not depend on the Kuratowski construction of ordered pairs, see also the comment for df-op 4608. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Syntax | cvtx 28921 | Extend class notation with the vertices of "graphs". | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| class Vtx | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Syntax | ciedg 28922 | Extend class notation with the indexed edges of "graphs". | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| class iEdg | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Definition | df-vtx 28923 | Define the function mapping a graph to the set of its vertices. This definition is very general: It defines the set of vertices for any ordered pair as its first component, and for any other class as its "base set". It is meaningful, however, only if the ordered pair represents a graph resp. the class is an extensible structure representing a graph. (Contributed by AV, 9-Jan-2020.) (Revised by AV, 20-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ Vtx = (𝑔 ∈ V ↦ if(𝑔 ∈ (V × V), (1st ‘𝑔), (Base‘𝑔))) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Definition | df-iedg 28924 | Define the function mapping a graph to its indexed edges. This definition is very general: It defines the indexed edges for any ordered pair as its second component, and for any other class as its "edge function". It is meaningful, however, only if the ordered pair represents a graph resp. the class is an extensible structure (containing a slot for "edge functions") representing a graph. (Contributed by AV, 20-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ iEdg = (𝑔 ∈ V ↦ if(𝑔 ∈ (V × V), (2nd ‘𝑔), (.ef‘𝑔))) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | vtxval 28925 | The set of vertices of a graph. (Contributed by AV, 9-Jan-2020.) (Revised by AV, 21-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (Vtx‘𝐺) = if(𝐺 ∈ (V × V), (1st ‘𝐺), (Base‘𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | iedgval 28926 | The set of indexed edges of a graph. (Contributed by AV, 21-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (iEdg‘𝐺) = if(𝐺 ∈ (V × V), (2nd ‘𝐺), (.ef‘𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | 1vgrex 28927 | A graph with at least one vertex is a set. (Contributed by AV, 2-Mar-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺) ⇒ ⊢ (𝑁 ∈ 𝑉 → 𝐺 ∈ V) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | opvtxval 28928 | The set of vertices of a graph represented as an ordered pair of vertices and indexed edges. (Contributed by AV, 9-Jan-2020.) (Revised by AV, 21-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝐺 ∈ (V × V) → (Vtx‘𝐺) = (1st ‘𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | opvtxfv 28929 | The set of vertices of a graph represented as an ordered pair of vertices and indexed edges as function value. (Contributed by AV, 21-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑌) → (Vtx‘〈𝑉, 𝐸〉) = 𝑉) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | opvtxov 28930 | The set of vertices of a graph represented as an ordered pair of vertices and indexed edges as operation value. (Contributed by AV, 21-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑌) → (𝑉Vtx𝐸) = 𝑉) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | opiedgval 28931 | The set of indexed edges of a graph represented as an ordered pair of vertices and indexed edges. (Contributed by AV, 21-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝐺 ∈ (V × V) → (iEdg‘𝐺) = (2nd ‘𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | opiedgfv 28932 | The set of indexed edges of a graph represented as an ordered pair of vertices and indexed edges as function value. (Contributed by AV, 21-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑌) → (iEdg‘〈𝑉, 𝐸〉) = 𝐸) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | opiedgov 28933 | The set of indexed edges of a graph represented as an ordered pair of vertices and indexed edges as operation value. (Contributed by AV, 21-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑌) → (𝑉iEdg𝐸) = 𝐸) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | opvtxfvi 28934 | The set of vertices of a graph represented as an ordered pair of vertices and indexed edges as function value. (Contributed by AV, 4-Mar-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑉 ∈ V & ⊢ 𝐸 ∈ V ⇒ ⊢ (Vtx‘〈𝑉, 𝐸〉) = 𝑉 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | opiedgfvi 28935 | The set of indexed edges of a graph represented as an ordered pair of vertices and indexed edges as function value. (Contributed by AV, 4-Mar-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑉 ∈ V & ⊢ 𝐸 ∈ V ⇒ ⊢ (iEdg‘〈𝑉, 𝐸〉) = 𝐸 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | funvtxdmge2val 28936 | The set of vertices of an extensible structure with (at least) two slots. (Contributed by AV, 12-Oct-2020.) (Revised by AV, 7-Jun-2021.) (Revised by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ ((Fun (𝐺 ∖ {∅}) ∧ 2 ≤ (♯‘dom 𝐺)) → (Vtx‘𝐺) = (Base‘𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | funiedgdmge2val 28937 | The set of indexed edges of an extensible structure with (at least) two slots. (Contributed by AV, 12-Oct-2020.) (Revised by AV, 7-Jun-2021.) (Revised by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ ((Fun (𝐺 ∖ {∅}) ∧ 2 ≤ (♯‘dom 𝐺)) → (iEdg‘𝐺) = (.ef‘𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | funvtxdm2val 28938 | The set of vertices of an extensible structure with (at least) two slots. (Contributed by AV, 22-Sep-2020.) (Revised by AV, 7-Jun-2021.) (Revised by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐴 ∈ V & ⊢ 𝐵 ∈ V ⇒ ⊢ ((Fun (𝐺 ∖ {∅}) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵 ∧ {𝐴, 𝐵} ⊆ dom 𝐺) → (Vtx‘𝐺) = (Base‘𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | funiedgdm2val 28939 | The set of indexed edges of an extensible structure with (at least) two slots. (Contributed by AV, 22-Sep-2020.) (Revised by AV, 7-Jun-2021.) (Revised by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐴 ∈ V & ⊢ 𝐵 ∈ V ⇒ ⊢ ((Fun (𝐺 ∖ {∅}) ∧ 𝐴 ≠ 𝐵 ∧ {𝐴, 𝐵} ⊆ dom 𝐺) → (iEdg‘𝐺) = (.ef‘𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | funvtxval0 28940 | The set of vertices of an extensible structure with a base set and (at least) another slot. (Contributed by AV, 22-Sep-2020.) (Revised by AV, 7-Jun-2021.) (Revised by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑆 ∈ V ⇒ ⊢ ((Fun (𝐺 ∖ {∅}) ∧ 𝑆 ≠ (Base‘ndx) ∧ {(Base‘ndx), 𝑆} ⊆ dom 𝐺) → (Vtx‘𝐺) = (Base‘𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | basvtxval 28941 | The set of vertices of a graph represented as an extensible structure with the set of vertices as base set. (Contributed by AV, 14-Oct-2020.) (Revised by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝜑 → 𝐺 Struct 𝑋) & ⊢ (𝜑 → 2 ≤ (♯‘dom 𝐺)) & ⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ 𝑌) & ⊢ (𝜑 → 〈(Base‘ndx), 𝑉〉 ∈ 𝐺) ⇒ ⊢ (𝜑 → (Vtx‘𝐺) = 𝑉) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | edgfiedgval 28942 | The set of indexed edges of a graph represented as an extensible structure with the indexed edges in the slot for edge functions. (Contributed by AV, 14-Oct-2020.) (Revised by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝜑 → 𝐺 Struct 𝑋) & ⊢ (𝜑 → 2 ≤ (♯‘dom 𝐺)) & ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝑌) & ⊢ (𝜑 → 〈(.ef‘ndx), 𝐸〉 ∈ 𝐺) ⇒ ⊢ (𝜑 → (iEdg‘𝐺) = 𝐸) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | funvtxval 28943 | The set of vertices of a graph represented as an extensible structure with vertices as base set and indexed edges. (Contributed by AV, 22-Sep-2020.) (Revised by AV, 7-Jun-2021.) (Revised by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ ((Fun (𝐺 ∖ {∅}) ∧ {(Base‘ndx), (.ef‘ndx)} ⊆ dom 𝐺) → (Vtx‘𝐺) = (Base‘𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | funiedgval 28944 | The set of indexed edges of a graph represented as an extensible structure with vertices as base set and indexed edges. (Contributed by AV, 21-Sep-2020.) (Revised by AV, 7-Jun-2021.) (Revised by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ ((Fun (𝐺 ∖ {∅}) ∧ {(Base‘ndx), (.ef‘ndx)} ⊆ dom 𝐺) → (iEdg‘𝐺) = (.ef‘𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | structvtxvallem 28945 | Lemma for structvtxval 28946 and structiedg0val 28947. (Contributed by AV, 23-Sep-2020.) (Revised by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑆 ∈ ℕ & ⊢ (Base‘ndx) < 𝑆 & ⊢ 𝐺 = {〈(Base‘ndx), 𝑉〉, 〈𝑆, 𝐸〉} ⇒ ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑌) → 2 ≤ (♯‘dom 𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | structvtxval 28946 | The set of vertices of an extensible structure with a base set and another slot. (Contributed by AV, 23-Sep-2020.) (Proof shortened by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑆 ∈ ℕ & ⊢ (Base‘ndx) < 𝑆 & ⊢ 𝐺 = {〈(Base‘ndx), 𝑉〉, 〈𝑆, 𝐸〉} ⇒ ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑌) → (Vtx‘𝐺) = 𝑉) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | structiedg0val 28947 | The set of indexed edges of an extensible structure with a base set and another slot not being the slot for edge functions is empty. (Contributed by AV, 23-Sep-2020.) (Proof shortened by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑆 ∈ ℕ & ⊢ (Base‘ndx) < 𝑆 & ⊢ 𝐺 = {〈(Base‘ndx), 𝑉〉, 〈𝑆, 𝐸〉} ⇒ ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑌 ∧ 𝑆 ≠ (.ef‘ndx)) → (iEdg‘𝐺) = ∅) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | structgrssvtxlem 28948 | Lemma for structgrssvtx 28949 and structgrssiedg 28950. (Contributed by AV, 14-Oct-2020.) (Proof shortened by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝜑 → 𝐺 Struct 𝑋) & ⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ 𝑌) & ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝑍) & ⊢ (𝜑 → {〈(Base‘ndx), 𝑉〉, 〈(.ef‘ndx), 𝐸〉} ⊆ 𝐺) ⇒ ⊢ (𝜑 → 2 ≤ (♯‘dom 𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | structgrssvtx 28949 | The set of vertices of a graph represented as an extensible structure with vertices as base set and indexed edges. (Contributed by AV, 14-Oct-2020.) (Proof shortened by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝜑 → 𝐺 Struct 𝑋) & ⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ 𝑌) & ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝑍) & ⊢ (𝜑 → {〈(Base‘ndx), 𝑉〉, 〈(.ef‘ndx), 𝐸〉} ⊆ 𝐺) ⇒ ⊢ (𝜑 → (Vtx‘𝐺) = 𝑉) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | structgrssiedg 28950 | The set of indexed edges of a graph represented as an extensible structure with vertices as base set and indexed edges. (Contributed by AV, 14-Oct-2020.) (Proof shortened by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝜑 → 𝐺 Struct 𝑋) & ⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ 𝑌) & ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝑍) & ⊢ (𝜑 → {〈(Base‘ndx), 𝑉〉, 〈(.ef‘ndx), 𝐸〉} ⊆ 𝐺) ⇒ ⊢ (𝜑 → (iEdg‘𝐺) = 𝐸) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | struct2grstr 28951 | A graph represented as an extensible structure with vertices as base set and indexed edges is actually an extensible structure. (Contributed by AV, 23-Nov-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐺 = {〈(Base‘ndx), 𝑉〉, 〈(.ef‘ndx), 𝐸〉} ⇒ ⊢ 𝐺 Struct 〈(Base‘ndx), (.ef‘ndx)〉 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | struct2grvtx 28952 | The set of vertices of a graph represented as an extensible structure with vertices as base set and indexed edges. (Contributed by AV, 23-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐺 = {〈(Base‘ndx), 𝑉〉, 〈(.ef‘ndx), 𝐸〉} ⇒ ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑌) → (Vtx‘𝐺) = 𝑉) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | struct2griedg 28953 | The set of indexed edges of a graph represented as an extensible structure with vertices as base set and indexed edges. (Contributed by AV, 23-Sep-2020.) (Proof shortened by AV, 12-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐺 = {〈(Base‘ndx), 𝑉〉, 〈(.ef‘ndx), 𝐸〉} ⇒ ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑌) → (iEdg‘𝐺) = 𝐸) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | graop 28954 | Any representation of a graph 𝐺 (especially as extensible structure 𝐺 = {〈(Base‘ndx), 𝑉〉, 〈(.ef‘ndx), 𝐸〉}) is convertible in a representation of the graph as ordered pair. (Contributed by AV, 7-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐻 = 〈(Vtx‘𝐺), (iEdg‘𝐺)〉 ⇒ ⊢ ((Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐻) ∧ (iEdg‘𝐺) = (iEdg‘𝐻)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | grastruct 28955 | Any representation of a graph 𝐺 (especially as ordered pair 𝐺 = 〈𝑉, 𝐸〉) is convertible in a representation of the graph as extensible structure. (Contributed by AV, 8-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐻 = {〈(Base‘ndx), (Vtx‘𝐺)〉, 〈(.ef‘ndx), (iEdg‘𝐺)〉} ⇒ ⊢ ((Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐻) ∧ (iEdg‘𝐺) = (iEdg‘𝐻)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | gropd 28956* | If any representation of a graph with vertices 𝑉 and edges 𝐸 has a certain property 𝜓, then the ordered pair 〈𝑉, 𝐸〉 of the set of vertices and the set of edges (which is such a representation of a graph with vertices 𝑉 and edges 𝐸) has this property. (Contributed by AV, 11-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝜑 → ∀𝑔(((Vtx‘𝑔) = 𝑉 ∧ (iEdg‘𝑔) = 𝐸) → 𝜓)) & ⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ 𝑈) & ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝑊) ⇒ ⊢ (𝜑 → [〈𝑉, 𝐸〉 / 𝑔]𝜓) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | grstructd 28957* | If any representation of a graph with vertices 𝑉 and edges 𝐸 has a certain property 𝜓, then any structure with base set 𝑉 and value 𝐸 in the slot for edge functions (which is such a representation of a graph with vertices 𝑉 and edges 𝐸) has this property. (Contributed by AV, 12-Oct-2020.) (Revised by AV, 9-Jun-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝜑 → ∀𝑔(((Vtx‘𝑔) = 𝑉 ∧ (iEdg‘𝑔) = 𝐸) → 𝜓)) & ⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ 𝑈) & ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝑊) & ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ 𝑋) & ⊢ (𝜑 → Fun (𝑆 ∖ {∅})) & ⊢ (𝜑 → 2 ≤ (♯‘dom 𝑆)) & ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑆) = 𝑉) & ⊢ (𝜑 → (.ef‘𝑆) = 𝐸) ⇒ ⊢ (𝜑 → [𝑆 / 𝑔]𝜓) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | gropeld 28958* | If any representation of a graph with vertices 𝑉 and edges 𝐸 is an element of an arbitrary class 𝐶, then the ordered pair 〈𝑉, 𝐸〉 of the set of vertices and the set of edges (which is such a representation of a graph with vertices 𝑉 and edges 𝐸) is an element of this class 𝐶. (Contributed by AV, 11-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝜑 → ∀𝑔(((Vtx‘𝑔) = 𝑉 ∧ (iEdg‘𝑔) = 𝐸) → 𝑔 ∈ 𝐶)) & ⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ 𝑈) & ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝑊) ⇒ ⊢ (𝜑 → 〈𝑉, 𝐸〉 ∈ 𝐶) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | grstructeld 28959* | If any representation of a graph with vertices 𝑉 and edges 𝐸 is an element of an arbitrary class 𝐶, then any structure with base set 𝑉 and value 𝐸 in the slot for edge functions (which is such a representation of a graph with vertices 𝑉 and edges 𝐸) is an element of this class 𝐶. (Contributed by AV, 12-Oct-2020.) (Revised by AV, 9-Jun-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝜑 → ∀𝑔(((Vtx‘𝑔) = 𝑉 ∧ (iEdg‘𝑔) = 𝐸) → 𝑔 ∈ 𝐶)) & ⊢ (𝜑 → 𝑉 ∈ 𝑈) & ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝑊) & ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ 𝑋) & ⊢ (𝜑 → Fun (𝑆 ∖ {∅})) & ⊢ (𝜑 → 2 ≤ (♯‘dom 𝑆)) & ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑆) = 𝑉) & ⊢ (𝜑 → (.ef‘𝑆) = 𝐸) ⇒ ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ 𝐶) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | setsvtx 28960 | The vertices of a structure with a base set and an inserted resp. replaced slot for the edge function. (Contributed by AV, 18-Jan-2020.) (Revised by AV, 16-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐼 = (.ef‘ndx) & ⊢ (𝜑 → 𝐺 Struct 𝑋) & ⊢ (𝜑 → (Base‘ndx) ∈ dom 𝐺) & ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝑊) ⇒ ⊢ (𝜑 → (Vtx‘(𝐺 sSet 〈𝐼, 𝐸〉)) = (Base‘𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | setsiedg 28961 | The (indexed) edges of a structure with a base set and an inserted resp. replaced slot for the edge function. (Contributed by AV, 7-Jun-2021.) (Revised by AV, 16-Nov-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐼 = (.ef‘ndx) & ⊢ (𝜑 → 𝐺 Struct 𝑋) & ⊢ (𝜑 → (Base‘ndx) ∈ dom 𝐺) & ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝑊) ⇒ ⊢ (𝜑 → (iEdg‘(𝐺 sSet 〈𝐼, 𝐸〉)) = 𝐸) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | snstrvtxval 28962 | The set of vertices of a graph without edges represented as an extensible structure with vertices as base set and no indexed edges. See vtxvalsnop 28966 for the (degenerate) case where 𝑉 = (Base‘ndx). (Contributed by AV, 23-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑉 ∈ V & ⊢ 𝐺 = {〈(Base‘ndx), 𝑉〉} ⇒ ⊢ (𝑉 ≠ (Base‘ndx) → (Vtx‘𝐺) = 𝑉) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | snstriedgval 28963 | The set of indexed edges of a graph without edges represented as an extensible structure with vertices as base set and no indexed edges. See iedgvalsnop 28967 for the (degenerate) case where 𝑉 = (Base‘ndx). (Contributed by AV, 24-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑉 ∈ V & ⊢ 𝐺 = {〈(Base‘ndx), 𝑉〉} ⇒ ⊢ (𝑉 ≠ (Base‘ndx) → (iEdg‘𝐺) = ∅) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | vtxval0 28964 | Degenerated case 1 for vertices: The set of vertices of the empty set is the empty set. (Contributed by AV, 24-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (Vtx‘∅) = ∅ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | iedgval0 28965 | Degenerated case 1 for edges: The set of indexed edges of the empty set is the empty set. (Contributed by AV, 24-Sep-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (iEdg‘∅) = ∅ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | vtxvalsnop 28966 | Degenerated case 2 for vertices: The set of vertices of a singleton containing an ordered pair with equal components is the singleton containing the component. (Contributed by AV, 24-Sep-2020.) (Proof shortened by AV, 15-Jul-2022.) (Avoid depending on this detail.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐵 ∈ V & ⊢ 𝐺 = {〈𝐵, 𝐵〉} ⇒ ⊢ (Vtx‘𝐺) = {𝐵} | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | iedgvalsnop 28967 | Degenerated case 2 for edges: The set of indexed edges of a singleton containing an ordered pair with equal components is the singleton containing the component. (Contributed by AV, 24-Sep-2020.) (Proof shortened by AV, 15-Jul-2022.) (Avoid depending on this detail.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐵 ∈ V & ⊢ 𝐺 = {〈𝐵, 𝐵〉} ⇒ ⊢ (iEdg‘𝐺) = {𝐵} | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | vtxval3sn 28968 | Degenerated case 3 for vertices: The set of vertices of a singleton containing a singleton containing a singleton is the innermost singleton. (Contributed by AV, 24-Sep-2020.) (Avoid depending on this detail.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐴 ∈ V ⇒ ⊢ (Vtx‘{{{𝐴}}}) = {𝐴} | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | iedgval3sn 28969 | Degenerated case 3 for edges: The set of indexed edges of a singleton containing a singleton containing a singleton is the innermost singleton. (Contributed by AV, 24-Sep-2020.) (Avoid depending on this detail.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐴 ∈ V ⇒ ⊢ (iEdg‘{{{𝐴}}}) = {𝐴} | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | vtxvalprc 28970 | Degenerated case 4 for vertices: The set of vertices of a proper class is the empty set. (Contributed by AV, 12-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝐶 ∉ V → (Vtx‘𝐶) = ∅) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | iedgvalprc 28971 | Degenerated case 4 for edges: The set of indexed edges of a proper class is the empty set. (Contributed by AV, 12-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝐶 ∉ V → (iEdg‘𝐶) = ∅) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Syntax | cedg 28972 | Extend class notation with the set of edges (of an undirected simple (hyper-/pseudo-)graph). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| class Edg | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Definition | df-edg 28973 | Define the class of edges of a graph, see also definition "E = E(G)" in section I.1 of [Bollobas] p. 1. This definition is very general: It defines edges of a class as the range of its edge function (which does not even need to be a function). Therefore, this definition could also be used for hypergraphs, pseudographs and multigraphs. In these cases, however, the (possibly more than one) edges connecting the same vertices could not be distinguished anymore. In some cases, this is no problem, so theorems with Edg are meaningful nevertheless (e.g., edguhgr 29054). Usually, however, this definition is used only for undirected simple (hyper-/pseudo-)graphs (with or without loops). (Contributed by AV, 1-Jan-2020.) (Revised by AV, 13-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ Edg = (𝑔 ∈ V ↦ ran (iEdg‘𝑔)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | edgval 28974 | The edges of a graph. (Contributed by AV, 1-Jan-2020.) (Revised by AV, 13-Oct-2020.) (Revised by AV, 8-Dec-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (Edg‘𝐺) = ran (iEdg‘𝐺) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | iedgedg 28975 | An indexed edge is an edge. (Contributed by AV, 19-Dec-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐸 = (iEdg‘𝐺) ⇒ ⊢ ((Fun 𝐸 ∧ 𝐼 ∈ dom 𝐸) → (𝐸‘𝐼) ∈ (Edg‘𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | edgopval 28976 | The edges of a graph represented as ordered pair. (Contributed by AV, 1-Jan-2020.) (Revised by AV, 13-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋) → (Edg‘〈𝑉, 𝐸〉) = ran 𝐸) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | edgov 28977 | The edges of a graph represented as ordered pair, shown as operation value. Although a little less intuitive, this representation is often used because it is shorter than the representation as function value of a graph given as ordered pair, see edgopval 28976. The representation ran 𝐸 for the set of edges is even shorter, though. (Contributed by AV, 2-Jan-2020.) (Revised by AV, 13-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋) → (𝑉Edg𝐸) = ran 𝐸) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | edgstruct 28978 | The edges of a graph represented as an extensible structure with vertices as base set and indexed edges. (Contributed by AV, 13-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐺 = {〈(Base‘ndx), 𝑉〉, 〈(.ef‘ndx), 𝐸〉} ⇒ ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋) → (Edg‘𝐺) = ran 𝐸) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | edgiedgb 28979* | A set is an edge iff it is an indexed edge. (Contributed by AV, 17-Oct-2020.) (Revised by AV, 8-Dec-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐼 = (iEdg‘𝐺) ⇒ ⊢ (Fun 𝐼 → (𝐸 ∈ (Edg‘𝐺) ↔ ∃𝑥 ∈ dom 𝐼 𝐸 = (𝐼‘𝑥))) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | edg0iedg0 28980 | There is no edge in a graph iff its edge function is empty. (Contributed by AV, 15-Dec-2020.) (Revised by AV, 8-Dec-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐼 = (iEdg‘𝐺) & ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺) ⇒ ⊢ (Fun 𝐼 → (𝐸 = ∅ ↔ 𝐼 = ∅)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
For undirected graphs, we will have the following hierarchy/taxonomy: * Undirected Hypergraph: UHGraph * Undirected loop-free graphs: ULFGraph (not defined formally yet) * Undirected simple Hypergraph: USHGraph => USHGraph ⊆ UHGraph (ushgruhgr 28994) * Undirected Pseudograph: UPGraph => UPGraph ⊆ UHGraph (upgruhgr 29027) * Undirected loop-free hypergraph: ULFHGraph (not defined formally yet) => ULFHGraph ⊆ UHGraph and ULFHGraph ⊆ ULFGraph * Undirected loop-free simple hypergraph: ULFSHGraph (not defined formally yet) => ULFSHGraph ⊆ USHGraph and ULFSHGraph ⊆ ULFHGraph * Undirected simple Pseudograph: USPGraph => USPGraph ⊆ UPGraph (uspgrupgr 29103) and USPGraph ⊆ USHGraph (uspgrushgr 29102), see also uspgrupgrushgr 29104 * Undirected Muligraph: UMGraph => UMGraph ⊆ UPGraph (umgrupgr 29028) and UMGraph ⊆ ULFHGraph (umgrislfupgr 29048) * Undirected simple Graph: USGraph => USGraph ⊆ USPGraph (usgruspgr 29105) and USGraph ⊆ UMGraph (usgrumgr 29106) and USGraph ⊆ ULFSHGraph (usgrislfuspgr 29112) see also usgrumgruspgr 29107 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Syntax | cuhgr 28981 | Extend class notation with undirected hypergraphs. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| class UHGraph | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Syntax | cushgr 28982 | Extend class notation with undirected simple hypergraphs. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| class USHGraph | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Definition | df-uhgr 28983* | Define the class of all undirected hypergraphs. An undirected hypergraph consists of a set 𝑣 (of "vertices") and a function 𝑒 (representing indexed "edges") into the power set of this set (the empty set excluded). (Contributed by Alexander van der Vekens, 26-Dec-2017.) (Revised by AV, 8-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ UHGraph = {𝑔 ∣ [(Vtx‘𝑔) / 𝑣][(iEdg‘𝑔) / 𝑒]𝑒:dom 𝑒⟶(𝒫 𝑣 ∖ {∅})} | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Definition | df-ushgr 28984* | Define the class of all undirected simple hypergraphs. An undirected simple hypergraph is a special (non-simple, multiple, multi-) hypergraph for which the edge function 𝑒 is an injective (one-to-one) function into subsets of the set of vertices 𝑣, representing the (one or more) vertices incident to the edge. This definition corresponds to the definition of hypergraphs in section I.1 of [Bollobas] p. 7 (except that the empty set seems to be allowed to be an "edge") or section 1.10 of [Diestel] p. 27, where "E is a subset of [...] the power set of V, that is the set of all subsets of V" resp. "the elements of E are nonempty subsets (of any cardinality) of V". (Contributed by AV, 19-Jan-2020.) (Revised by AV, 8-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ USHGraph = {𝑔 ∣ [(Vtx‘𝑔) / 𝑣][(iEdg‘𝑔) / 𝑒]𝑒:dom 𝑒–1-1→(𝒫 𝑣 ∖ {∅})} | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | isuhgr 28985 | The predicate "is an undirected hypergraph." (Contributed by Alexander van der Vekens, 26-Dec-2017.) (Revised by AV, 9-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺) & ⊢ 𝐸 = (iEdg‘𝐺) ⇒ ⊢ (𝐺 ∈ 𝑈 → (𝐺 ∈ UHGraph ↔ 𝐸:dom 𝐸⟶(𝒫 𝑉 ∖ {∅}))) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | isushgr 28986 | The predicate "is an undirected simple hypergraph." (Contributed by AV, 19-Jan-2020.) (Revised by AV, 9-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺) & ⊢ 𝐸 = (iEdg‘𝐺) ⇒ ⊢ (𝐺 ∈ 𝑈 → (𝐺 ∈ USHGraph ↔ 𝐸:dom 𝐸–1-1→(𝒫 𝑉 ∖ {∅}))) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | uhgrf 28987 | The edge function of an undirected hypergraph is a function into the power set of the set of vertices. (Contributed by Alexander van der Vekens, 26-Dec-2017.) (Revised by AV, 9-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺) & ⊢ 𝐸 = (iEdg‘𝐺) ⇒ ⊢ (𝐺 ∈ UHGraph → 𝐸:dom 𝐸⟶(𝒫 𝑉 ∖ {∅})) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | ushgrf 28988 | The edge function of an undirected simple hypergraph is a one-to-one function into the power set of the set of vertices. (Contributed by AV, 9-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺) & ⊢ 𝐸 = (iEdg‘𝐺) ⇒ ⊢ (𝐺 ∈ USHGraph → 𝐸:dom 𝐸–1-1→(𝒫 𝑉 ∖ {∅})) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | uhgrss 28989 | An edge is a subset of vertices. (Contributed by Alexander van der Vekens, 26-Dec-2017.) (Revised by AV, 18-Jan-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺) & ⊢ 𝐸 = (iEdg‘𝐺) ⇒ ⊢ ((𝐺 ∈ UHGraph ∧ 𝐹 ∈ dom 𝐸) → (𝐸‘𝐹) ⊆ 𝑉) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | uhgreq12g 28990 | If two sets have the same vertices and the same edges, one set is a hypergraph iff the other set is a hypergraph. (Contributed by Alexander van der Vekens, 26-Dec-2017.) (Revised by AV, 18-Jan-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺) & ⊢ 𝐸 = (iEdg‘𝐺) & ⊢ 𝑊 = (Vtx‘𝐻) & ⊢ 𝐹 = (iEdg‘𝐻) ⇒ ⊢ (((𝐺 ∈ 𝑋 ∧ 𝐻 ∈ 𝑌) ∧ (𝑉 = 𝑊 ∧ 𝐸 = 𝐹)) → (𝐺 ∈ UHGraph ↔ 𝐻 ∈ UHGraph)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | uhgrfun 28991 | The edge function of an undirected hypergraph is a function. (Contributed by Alexander van der Vekens, 26-Dec-2017.) (Revised by AV, 15-Dec-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐸 = (iEdg‘𝐺) ⇒ ⊢ (𝐺 ∈ UHGraph → Fun 𝐸) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | uhgrn0 28992 | An edge is a nonempty subset of vertices. (Contributed by Mario Carneiro, 11-Mar-2015.) (Revised by AV, 15-Dec-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐸 = (iEdg‘𝐺) ⇒ ⊢ ((𝐺 ∈ UHGraph ∧ 𝐸 Fn 𝐴 ∧ 𝐹 ∈ 𝐴) → (𝐸‘𝐹) ≠ ∅) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | lpvtx 28993 | The endpoints of a loop (which is an edge at index 𝐽) are two (identical) vertices 𝐴. (Contributed by AV, 1-Feb-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ 𝐼 = (iEdg‘𝐺) ⇒ ⊢ ((𝐺 ∈ UHGraph ∧ 𝐽 ∈ dom 𝐼 ∧ (𝐼‘𝐽) = {𝐴}) → 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | ushgruhgr 28994 | An undirected simple hypergraph is an undirected hypergraph. (Contributed by AV, 19-Jan-2020.) (Revised by AV, 9-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝐺 ∈ USHGraph → 𝐺 ∈ UHGraph) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | isuhgrop 28995 | The property of being an undirected hypergraph represented as an ordered pair. The representation as an ordered pair is the usual representation of a graph, see section I.1 of [Bollobas] p. 1. (Contributed by AV, 1-Jan-2020.) (Revised by AV, 9-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋) → (〈𝑉, 𝐸〉 ∈ UHGraph ↔ 𝐸:dom 𝐸⟶(𝒫 𝑉 ∖ {∅}))) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | uhgr0e 28996 | The empty graph, with vertices but no edges, is a hypergraph. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Mar-2015.) (Revised by AV, 25-Nov-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝑊) & ⊢ (𝜑 → (iEdg‘𝐺) = ∅) ⇒ ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ UHGraph) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | uhgr0vb 28997 | The null graph, with no vertices, is a hypergraph if and only if the edge function is empty. (Contributed by Alexander van der Vekens, 27-Dec-2017.) (Revised by AV, 9-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑊 ∧ (Vtx‘𝐺) = ∅) → (𝐺 ∈ UHGraph ↔ (iEdg‘𝐺) = ∅)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | uhgr0 28998 | The null graph represented by an empty set is a hypergraph. (Contributed by AV, 9-Oct-2020.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ ∅ ∈ UHGraph | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | uhgrun 28999 | The union 𝑈 of two (undirected) hypergraphs 𝐺 and 𝐻 with the same vertex set 𝑉 is a hypergraph with the vertex 𝑉 and the union (𝐸 ∪ 𝐹) of the (indexed) edges. (Contributed by AV, 11-Oct-2020.) (Revised by AV, 24-Oct-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ UHGraph) & ⊢ (𝜑 → 𝐻 ∈ UHGraph) & ⊢ 𝐸 = (iEdg‘𝐺) & ⊢ 𝐹 = (iEdg‘𝐻) & ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺) & ⊢ (𝜑 → (Vtx‘𝐻) = 𝑉) & ⊢ (𝜑 → (dom 𝐸 ∩ dom 𝐹) = ∅) & ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝑊) & ⊢ (𝜑 → (Vtx‘𝑈) = 𝑉) & ⊢ (𝜑 → (iEdg‘𝑈) = (𝐸 ∪ 𝐹)) ⇒ ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ UHGraph) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Theorem | uhgrunop 29000 | The union of two (undirected) hypergraphs (with the same vertex set) represented as ordered pair: If 〈𝑉, 𝐸〉 and 〈𝑉, 𝐹〉 are hypergraphs, then 〈𝑉, 𝐸 ∪ 𝐹〉 is a hypergraph (the vertex set stays the same, but the edges from both graphs are kept, possibly resulting in two edges between two vertices). (Contributed by Alexander van der Vekens, 27-Dec-2017.) (Revised by AV, 11-Oct-2020.) (Revised by AV, 24-Oct-2021.) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ UHGraph) & ⊢ (𝜑 → 𝐻 ∈ UHGraph) & ⊢ 𝐸 = (iEdg‘𝐺) & ⊢ 𝐹 = (iEdg‘𝐻) & ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺) & ⊢ (𝜑 → (Vtx‘𝐻) = 𝑉) & ⊢ (𝜑 → (dom 𝐸 ∩ dom 𝐹) = ∅) ⇒ ⊢ (𝜑 → 〈𝑉, (𝐸 ∪ 𝐹)〉 ∈ UHGraph) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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