MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  wwlksnfi Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem wwlksnfi 29415
Description: The number of walks represented by words of fixed length is finite if the number of vertices is finite (in the graph). (Contributed by Alexander van der Vekens, 30-Jul-2018.) (Revised by AV, 19-Apr-2021.) (Proof shortened by JJ, 18-Nov-2022.)
Assertion
Ref Expression
wwlksnfi ((Vtxβ€˜πΊ) ∈ Fin β†’ (𝑁 WWalksN 𝐺) ∈ Fin)

Proof of Theorem wwlksnfi
Dummy variables 𝑖 𝑀 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 wrdnfi 14502 . . . 4 ((Vtxβ€˜πΊ) ∈ Fin β†’ {𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∣ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)} ∈ Fin)
2 simpr 485 . . . . . . 7 (((𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)) β†’ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))
32a1i 11 . . . . . 6 (𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) β†’ (((𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)) β†’ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)))
43ss2rabi 4074 . . . . 5 {𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∣ ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))} βŠ† {𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∣ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)}
54a1i 11 . . . 4 ((Vtxβ€˜πΊ) ∈ Fin β†’ {𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∣ ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))} βŠ† {𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∣ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)})
61, 5ssfid 9269 . . 3 ((Vtxβ€˜πΊ) ∈ Fin β†’ {𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∣ ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))} ∈ Fin)
7 wwlksn 29346 . . . . . 6 (𝑁 ∈ β„•0 β†’ (𝑁 WWalksN 𝐺) = {𝑀 ∈ (WWalksβ€˜πΊ) ∣ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)})
8 df-rab 3433 . . . . . 6 {𝑀 ∈ (WWalksβ€˜πΊ) ∣ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)} = {𝑀 ∣ (𝑀 ∈ (WWalksβ€˜πΊ) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))}
97, 8eqtrdi 2788 . . . . 5 (𝑁 ∈ β„•0 β†’ (𝑁 WWalksN 𝐺) = {𝑀 ∣ (𝑀 ∈ (WWalksβ€˜πΊ) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))})
10 3anan12 1096 . . . . . . . . 9 ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ 𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ↔ (𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∧ (𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ))))
1110anbi1i 624 . . . . . . . 8 (((𝑀 β‰  βˆ… ∧ 𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)) ↔ ((𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∧ (𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)))
12 anass 469 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∧ (𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)) ↔ (𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∧ ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))))
1311, 12bitri 274 . . . . . . 7 (((𝑀 β‰  βˆ… ∧ 𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)) ↔ (𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∧ ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))))
1413abbii 2802 . . . . . 6 {𝑀 ∣ ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ 𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))} = {𝑀 ∣ (𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∧ ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)))}
15 eqid 2732 . . . . . . . . 9 (Vtxβ€˜πΊ) = (Vtxβ€˜πΊ)
16 eqid 2732 . . . . . . . . 9 (Edgβ€˜πΊ) = (Edgβ€˜πΊ)
1715, 16iswwlks 29345 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ (WWalksβ€˜πΊ) ↔ (𝑀 β‰  βˆ… ∧ 𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)))
1817anbi1i 624 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ (WWalksβ€˜πΊ) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)) ↔ ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ 𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)))
1918abbii 2802 . . . . . 6 {𝑀 ∣ (𝑀 ∈ (WWalksβ€˜πΊ) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))} = {𝑀 ∣ ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ 𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))}
20 df-rab 3433 . . . . . 6 {𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∣ ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))} = {𝑀 ∣ (𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∧ ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1)))}
2114, 19, 203eqtr4i 2770 . . . . 5 {𝑀 ∣ (𝑀 ∈ (WWalksβ€˜πΊ) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))} = {𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∣ ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))}
229, 21eqtrdi 2788 . . . 4 (𝑁 ∈ β„•0 β†’ (𝑁 WWalksN 𝐺) = {𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∣ ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))})
2322eleq1d 2818 . . 3 (𝑁 ∈ β„•0 β†’ ((𝑁 WWalksN 𝐺) ∈ Fin ↔ {𝑀 ∈ Word (Vtxβ€˜πΊ) ∣ ((𝑀 β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘– ∈ (0..^((β™―β€˜π‘€) βˆ’ 1)){(π‘€β€˜π‘–), (π‘€β€˜(𝑖 + 1))} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (β™―β€˜π‘€) = (𝑁 + 1))} ∈ Fin))
246, 23imbitrrid 245 . 2 (𝑁 ∈ β„•0 β†’ ((Vtxβ€˜πΊ) ∈ Fin β†’ (𝑁 WWalksN 𝐺) ∈ Fin))
25 df-nel 3047 . . . . . . 7 (𝑁 βˆ‰ β„•0 ↔ Β¬ 𝑁 ∈ β„•0)
2625biimpri 227 . . . . . 6 (Β¬ 𝑁 ∈ β„•0 β†’ 𝑁 βˆ‰ β„•0)
2726olcd 872 . . . . 5 (Β¬ 𝑁 ∈ β„•0 β†’ (𝐺 βˆ‰ V ∨ 𝑁 βˆ‰ β„•0))
28 wwlksnndef 29414 . . . . 5 ((𝐺 βˆ‰ V ∨ 𝑁 βˆ‰ β„•0) β†’ (𝑁 WWalksN 𝐺) = βˆ…)
2927, 28syl 17 . . . 4 (Β¬ 𝑁 ∈ β„•0 β†’ (𝑁 WWalksN 𝐺) = βˆ…)
30 0fin 9173 . . . 4 βˆ… ∈ Fin
3129, 30eqeltrdi 2841 . . 3 (Β¬ 𝑁 ∈ β„•0 β†’ (𝑁 WWalksN 𝐺) ∈ Fin)
3231a1d 25 . 2 (Β¬ 𝑁 ∈ β„•0 β†’ ((Vtxβ€˜πΊ) ∈ Fin β†’ (𝑁 WWalksN 𝐺) ∈ Fin))
3324, 32pm2.61i 182 1 ((Vtxβ€˜πΊ) ∈ Fin β†’ (𝑁 WWalksN 𝐺) ∈ Fin)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ∧ wa 396   ∨ wo 845   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  {cab 2709   β‰  wne 2940   βˆ‰ wnel 3046  βˆ€wral 3061  {crab 3432  Vcvv 3474   βŠ† wss 3948  βˆ…c0 4322  {cpr 4630  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7411  Fincfn 8941  0cc0 11112  1c1 11113   + caddc 11115   βˆ’ cmin 11448  β„•0cn0 12476  ..^cfzo 13631  β™―chash 14294  Word cword 14468  Vtxcvtx 28511  Edgcedg 28562  WWalkscwwlks 29334   WWalksN cwwlksn 29335
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-1o 8468  df-oadd 8472  df-er 8705  df-map 8824  df-pm 8825  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-dju 9898  df-card 9936  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-nn 12217  df-n0 12477  df-z 12563  df-uz 12827  df-fz 13489  df-fzo 13632  df-seq 13971  df-exp 14032  df-hash 14295  df-word 14469  df-wwlks 29339  df-wwlksn 29340
This theorem is referenced by:  wlksnfi  29416  hashwwlksnext  29423  wspthnfi  29428  wwlksnonfi  29429  rusgrnumwwlks  29483  clwwlknclwwlkdifnum  29488
  Copyright terms: Public domain W3C validator