Theorem rusgrnumwrdl2 29571

Description: In a k-regular simple graph, the number of edges resp. walks of length 1 (represented as words of length 2) starting at a fixed vertex is k. (Contributed by Alexander van der Vekens, 28-Jul-2018.) (Revised by AV, 6-May-2021.)

Hypothesis

Ref	Expression
rusgrnumwrdl2.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
rusgrnumwrdl2	⊢ ((𝐺 RegUSGraph 𝐾 ∧ 𝑃 ∈ 𝑉) → (♯‘{𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ((♯‘𝑤) = 2 ∧ (𝑤‘0) = 𝑃 ∧ {(𝑤‘0), (𝑤‘1)} ∈ (Edg‘𝐺))}) = 𝐾)

Distinct variable groups:   𝑤,𝐺   𝑤,𝑃   𝑤,𝑉

Allowed substitution hint:   𝐾(𝑤)

Proof of Theorem rusgrnumwrdl2

Dummy variables 𝑓 𝑝 𝑠 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		rusgrnumwrdl2.v	. . . . . 6 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2	1	fvexi 6895	. . . . 5 ⊢ 𝑉 ∈ V
3	2	wrdexi 14549	. . . 4 ⊢ Word 𝑉 ∈ V
4	3	rabex 5314	. . 3 ⊢ {𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ((♯‘𝑤) = 2 ∧ (𝑤‘0) = 𝑃 ∧ {(𝑤‘0), (𝑤‘1)} ∈ (Edg‘𝐺))} ∈ V
5	2	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝐺 RegUSGraph 𝐾 → 𝑉 ∈ V)
6		wrd2f1tovbij 14984	. . . 4 ⊢ ((𝑉 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ 𝑉) → ∃𝑓 𝑓:{𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ((♯‘𝑤) = 2 ∧ (𝑤‘0) = 𝑃 ∧ {(𝑤‘0), (𝑤‘1)} ∈ (Edg‘𝐺))}–1-1-onto→{𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑃, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)})
7	5, 6	sylan 580	. . 3 ⊢ ((𝐺 RegUSGraph 𝐾 ∧ 𝑃 ∈ 𝑉) → ∃𝑓 𝑓:{𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ((♯‘𝑤) = 2 ∧ (𝑤‘0) = 𝑃 ∧ {(𝑤‘0), (𝑤‘1)} ∈ (Edg‘𝐺))}–1-1-onto→{𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑃, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)})
8		hasheqf1oi 14374	. . 3 ⊢ ({𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ((♯‘𝑤) = 2 ∧ (𝑤‘0) = 𝑃 ∧ {(𝑤‘0), (𝑤‘1)} ∈ (Edg‘𝐺))} ∈ V → (∃𝑓 𝑓:{𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ((♯‘𝑤) = 2 ∧ (𝑤‘0) = 𝑃 ∧ {(𝑤‘0), (𝑤‘1)} ∈ (Edg‘𝐺))}–1-1-onto→{𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑃, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)} → (♯‘{𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ((♯‘𝑤) = 2 ∧ (𝑤‘0) = 𝑃 ∧ {(𝑤‘0), (𝑤‘1)} ∈ (Edg‘𝐺))}) = (♯‘{𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑃, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)})))
9	4, 7, 8	mpsyl 68	. 2 ⊢ ((𝐺 RegUSGraph 𝐾 ∧ 𝑃 ∈ 𝑉) → (♯‘{𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ((♯‘𝑤) = 2 ∧ (𝑤‘0) = 𝑃 ∧ {(𝑤‘0), (𝑤‘1)} ∈ (Edg‘𝐺))}) = (♯‘{𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑃, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)}))
10	1	rusgrpropadjvtx 29570	. . . 4 ⊢ (𝐺 RegUSGraph 𝐾 → (𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝐾 ∈ ℕ0* ∧ ∀𝑝 ∈ 𝑉 (♯‘{𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑝, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)}) = 𝐾))
11		preq1 4714	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑝 = 𝑃 → {𝑝, 𝑠} = {𝑃, 𝑠})
12	11	eleq1d 2820	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝 = 𝑃 → ({𝑝, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {𝑃, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)))
13	12	rabbidv 3428	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝 = 𝑃 → {𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑝, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)} = {𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑃, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)})
14	13	fveqeq2d 6889	. . . . . 6 ⊢ (𝑝 = 𝑃 → ((♯‘{𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑝, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)}) = 𝐾 ↔ (♯‘{𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑃, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)}) = 𝐾))
15	14	rspccv 3603	. . . . 5 ⊢ (∀𝑝 ∈ 𝑉 (♯‘{𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑝, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)}) = 𝐾 → (𝑃 ∈ 𝑉 → (♯‘{𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑃, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)}) = 𝐾))
16	15	3ad2ant3 1135	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝐾 ∈ ℕ0* ∧ ∀𝑝 ∈ 𝑉 (♯‘{𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑝, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)}) = 𝐾) → (𝑃 ∈ 𝑉 → (♯‘{𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑃, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)}) = 𝐾))
17	10, 16	syl 17	. . 3 ⊢ (𝐺 RegUSGraph 𝐾 → (𝑃 ∈ 𝑉 → (♯‘{𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑃, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)}) = 𝐾))
18	17	imp 406	. 2 ⊢ ((𝐺 RegUSGraph 𝐾 ∧ 𝑃 ∈ 𝑉) → (♯‘{𝑠 ∈ 𝑉 ∣ {𝑃, 𝑠} ∈ (Edg‘𝐺)}) = 𝐾)
19	9, 18	eqtrd 2771	1 ⊢ ((𝐺 RegUSGraph 𝐾 ∧ 𝑃 ∈ 𝑉) → (♯‘{𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ((♯‘𝑤) = 2 ∧ (𝑤‘0) = 𝑃 ∧ {(𝑤‘0), (𝑤‘1)} ∈ (Edg‘𝐺))}) = 𝐾)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540  ∃wex 1779   ∈ wcel 2109  ∀wral 3052  {crab 3420  Vcvv 3464  {cpr 4608   class class class wbr 5124  –1-1-onto→wf1o 6535  ‘cfv 6536  0cc0 11134  1c1 11135  2c2 12300  ℕ₀^*cxnn0 12579  ♯chash 14353  Word cword 14536  Vtxcvtx 28980  Edgcedg 29031  USGraphcusgr 29133   RegUSGraph crusgr 29541

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 2708  ax-rep 5254  ax-sep 5271  ax-nul 5281  ax-pow 5340  ax-pr 5407  ax-un 7734  ax-cnex 11190  ax-resscn 11191  ax-1cn 11192  ax-icn 11193  ax-addcl 11194  ax-addrcl 11195  ax-mulcl 11196  ax-mulrcl 11197  ax-mulcom 11198  ax-addass 11199  ax-mulass 11200  ax-distr 11201  ax-i2m1 11202  ax-1ne0 11203  ax-1rid 11204  ax-rnegex 11205  ax-rrecex 11206  ax-cnre 11207  ax-pre-lttri 11208  ax-pre-lttrn 11209  ax-pre-ltadd 11210  ax-pre-mulgt0 11211

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2810  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3062  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3421  df-v 3466  df-sbc 3771  df-csb 3880  df-dif 3934  df-un 3936  df-in 3938  df-ss 3948  df-pss 3951  df-nul 4314  df-if 4506  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-op 4613  df-uni 4889  df-int 4928  df-iun 4974  df-br 5125  df-opab 5187  df-mpt 5207  df-tr 5235  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6295  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7867  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8485  df-2o 8486  df-oadd 8489  df-er 8724  df-map 8847  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-fin 8968  df-dju 9920  df-card 9958  df-pnf 11276  df-mnf 11277  df-xr 11278  df-ltxr 11279  df-le 11280  df-sub 11473  df-neg 11474  df-nn 12246  df-2 12308  df-n0 12507  df-xnn0 12580  df-z 12594  df-uz 12858  df-xadd 13134  df-fz 13530  df-fzo 13677  df-hash 14354  df-word 14537  df-edg 29032  df-uhgr 29042  df-ushgr 29043  df-upgr 29066  df-umgr 29067  df-uspgr 29134  df-usgr 29135  df-nbgr 29317  df-vtxdg 29451  df-rgr 29542  df-rusgr 29543

This theorem is referenced by:  rusgrnumwwlkl1  29955  clwwlknon2num  30091