Theorem extwwlkfab 26617

Description: The set of closed walks (having a fixed length greater than 1 and starting at a fixed vertex) with the last but 2 vertex is identical with the first (and therefore last) vertex can be constructed from the set of closed walks with length smaller by 2 than the fixed length appending a neighbor of the last vertex and afterwards the last vertex (which is the first vertex) itself ("walking forth and back" from the last vertex). 3 ≤ 𝑁 is required since for 𝑁 = 2: (𝑋𝐹(𝑁 − 2)) = (𝑋𝐹0) = ∅, see clwwlkgt0 26299 stating that a walk of length 0 is not represented as word, at least not for an undirected simple graph.) (Contributed by Alexander van der Vekens, 18-Sep-2018.)

Hypotheses

Ref	Expression
numclwwlk.c	⊢ 𝐶 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑛))
numclwwlk.f	⊢ 𝐹 = (𝑣 ∈ 𝑉, 𝑛 ∈ ℕ0 ↦ {𝑤 ∈ (𝐶‘𝑛) ∣ (𝑤‘0) = 𝑣})
numclwwlk.g	⊢ 𝐺 = (𝑣 ∈ 𝑉, 𝑛 ∈ (ℤ≥‘2) ↦ {𝑤 ∈ (𝐶‘𝑛) ∣ ((𝑤‘0) = 𝑣 ∧ (𝑤‘(𝑛 − 2)) = (𝑤‘0))})

Assertion

Ref	Expression
extwwlkfab	⊢ ((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑋𝐺𝑁) = {𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁) ∣ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝑋𝐹(𝑁 − 2)) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)})

Distinct variable groups:   𝑛,𝐸   𝑛,𝑁   𝑛,𝑉   𝑤,𝐶   𝑤,𝑁   𝐶,𝑛,𝑣,𝑤   𝑣,𝑁   𝑛,𝑋,𝑣,𝑤   𝑣,𝑉   𝑤,𝐸   𝑤,𝑉   𝑤,𝐹

Allowed substitution hints:   𝐸(𝑣)   𝐹(𝑣,𝑛)   𝐺(𝑤,𝑣,𝑛)

Proof of Theorem extwwlkfab

Dummy variables 𝑖 𝑢 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		uzuzle23 11605	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘3) → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2))
2		numclwwlk.c	. . . . 5 ⊢ 𝐶 = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑛))
3		numclwwlk.f	. . . . 5 ⊢ 𝐹 = (𝑣 ∈ 𝑉, 𝑛 ∈ ℕ0 ↦ {𝑤 ∈ (𝐶‘𝑛) ∣ (𝑤‘0) = 𝑣})
4		numclwwlk.g	. . . . 5 ⊢ 𝐺 = (𝑣 ∈ 𝑉, 𝑛 ∈ (ℤ≥‘2) ↦ {𝑤 ∈ (𝐶‘𝑛) ∣ ((𝑤‘0) = 𝑣 ∧ (𝑤‘(𝑛 − 2)) = (𝑤‘0))})
5	2, 3, 4	numclwwlkovg 26614	. . . 4 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)) → (𝑋𝐺𝑁) = {𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁) ∣ ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0))})
6	1, 5	sylan2 490	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑋𝐺𝑁) = {𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁) ∣ ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0))})
7	6	3adant1 1072	. 2 ⊢ ((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑋𝐺𝑁) = {𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁) ∣ ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0))})
8		eluzge2nn0 11603	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) → 𝑁 ∈ ℕ0)
9	2	numclwwlkfvc 26604	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝐶‘𝑁) = ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁))
10	1, 8, 9	3syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘3) → (𝐶‘𝑁) = ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁))
11	10	3ad2ant3 1077	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝐶‘𝑁) = ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁))
12	11	eleq2d 2673	. . . . . 6 ⊢ ((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁) ↔ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)))
13	2	extwwlkfablem2 26605	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) ∧ ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0))) → (𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)))
14		simpl 472	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0)) → (𝑤‘0) = 𝑋)
15	14	adantl 481	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) ∧ ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0))) → (𝑤‘0) = 𝑋)
16	13, 15	jca 553	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) ∧ ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0))) → ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ (𝑤‘0) = 𝑋))
17	1	3anim3i 1243	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)))
18		extwwlkfablem1 26601	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘2)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) ∧ ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0))) → (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋))
19	17, 18	sylanl1 680	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) ∧ ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0))) → (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋))
20		simpr 476	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0)) → (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0))
21	20, 14	eqtrd 2644	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0)) → (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)
22	21	adantl 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) ∧ ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0))) → (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)
23	16, 19, 22	3jca 1235	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) ∧ ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0))) → (((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ (𝑤‘0) = 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋))
24	23	ex 449	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) → (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0)) → (((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ (𝑤‘0) = 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)))
25		simpl 472	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋) → (𝑤‘0) = 𝑋)
26		simpr 476	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋) → (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)
27	25	eqcomd 2616	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋) → 𝑋 = (𝑤‘0))
28	26, 27	eqtrd 2644	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋) → (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0))
29	25, 28	jca 553	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋) → ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0)))
30	29	ex 449	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑤‘0) = 𝑋 → ((𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋 → ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0))))
31	30	a1d 25	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑤‘0) = 𝑋 → ((𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) → ((𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋 → ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0)))))
32	31	adantl 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ (𝑤‘0) = 𝑋) → ((𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) → ((𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋 → ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0)))))
33	32	3imp 1249	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ (𝑤‘0) = 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋) → ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0)))
34	24, 33	impbid1 214	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) → (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0)) ↔ (((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ (𝑤‘0) = 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)))
35		clwwlknimp 26304	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁) → ((𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑤) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑤‘𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {( lastS ‘𝑤), (𝑤‘0)} ∈ ran 𝐸))
36		ige3m2fz 12236	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘3) → (𝑁 − 2) ∈ (1...𝑁))
37		oveq2 6557	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((#‘𝑤) = 𝑁 → (1...(#‘𝑤)) = (1...𝑁))
38	37	eleq2d 2673	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((#‘𝑤) = 𝑁 → ((𝑁 − 2) ∈ (1...(#‘𝑤)) ↔ (𝑁 − 2) ∈ (1...𝑁)))
39	36, 38	syl5ibr 235	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((#‘𝑤) = 𝑁 → (𝑁 ∈ (ℤ≥‘3) → (𝑁 − 2) ∈ (1...(#‘𝑤))))
40	39	adantl 481	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑤) = 𝑁) → (𝑁 ∈ (ℤ≥‘3) → (𝑁 − 2) ∈ (1...(#‘𝑤))))
41		simpl 472	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑤) = 𝑁) → 𝑤 ∈ Word 𝑉)
42	40, 41	jctild 564	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑤) = 𝑁) → (𝑁 ∈ (ℤ≥‘3) → (𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ (𝑁 − 2) ∈ (1...(#‘𝑤)))))
43	42	3ad2ant1 1075	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ (#‘𝑤) = 𝑁) ∧ ∀𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 1)){(𝑤‘𝑖), (𝑤‘(𝑖 + 1))} ∈ ran 𝐸 ∧ {( lastS ‘𝑤), (𝑤‘0)} ∈ ran 𝐸) → (𝑁 ∈ (ℤ≥‘3) → (𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ (𝑁 − 2) ∈ (1...(#‘𝑤)))))
44	35, 43	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁) → (𝑁 ∈ (ℤ≥‘3) → (𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ (𝑁 − 2) ∈ (1...(#‘𝑤)))))
45	44	com12 32	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘3) → (𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁) → (𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ (𝑁 − 2) ∈ (1...(#‘𝑤)))))
46	45	3ad2ant3 1077	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁) → (𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ (𝑁 − 2) ∈ (1...(#‘𝑤)))))
47	46	imp 444	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) → (𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ (𝑁 − 2) ∈ (1...(#‘𝑤))))
48		swrd0fv0 13292	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ (𝑁 − 2) ∈ (1...(#‘𝑤))) → ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0) = (𝑤‘0))
49	47, 48	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) → ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0) = (𝑤‘0))
50	49	eqcomd 2616	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) → (𝑤‘0) = ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0))
51	50	eqeq1d 2612	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) → ((𝑤‘0) = 𝑋 ↔ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0) = 𝑋))
52	51	anbi2d 736	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) → (((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ (𝑤‘0) = 𝑋) ↔ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0) = 𝑋)))
53	52	3anbi1d 1395	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) → ((((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ (𝑤‘0) = 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋) ↔ (((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0) = 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)))
54	34, 53	bitrd 267	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁)) → (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0)) ↔ (((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0) = 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)))
55	54	ex 449	. . . . . 6 ⊢ ((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑤 ∈ ((𝑉 ClWWalksN 𝐸)‘𝑁) → (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0)) ↔ (((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0) = 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋))))
56	12, 55	sylbid 229	. . . . 5 ⊢ ((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁) → (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0)) ↔ (((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0) = 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋))))
57	56	imp 444	. . . 4 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁)) → (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0)) ↔ (((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0) = 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)))
58		uznn0sub 11595	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) → (𝑁 − 2) ∈ ℕ0)
59	1, 58	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘3) → (𝑁 − 2) ∈ ℕ0)
60	2, 3	numclwwlkovf 26608	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ (𝑁 − 2) ∈ ℕ0) → (𝑋𝐹(𝑁 − 2)) = {𝑤 ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∣ (𝑤‘0) = 𝑋})
61	59, 60	sylan2 490	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑋𝐹(𝑁 − 2)) = {𝑤 ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∣ (𝑤‘0) = 𝑋})
62	61	3adant1 1072	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑋𝐹(𝑁 − 2)) = {𝑤 ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∣ (𝑤‘0) = 𝑋})
63	62	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁)) → (𝑋𝐹(𝑁 − 2)) = {𝑤 ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∣ (𝑤‘0) = 𝑋})
64	63	eleq2d 2673	. . . . . 6 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁)) → ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝑋𝐹(𝑁 − 2)) ↔ (𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ {𝑤 ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∣ (𝑤‘0) = 𝑋}))
65		fveq1 6102	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑢 = (𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) → (𝑢‘0) = ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0))
66	65	eqeq1d 2612	. . . . . . 7 ⊢ (𝑢 = (𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) → ((𝑢‘0) = 𝑋 ↔ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0) = 𝑋))
67		fveq1 6102	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 = 𝑢 → (𝑤‘0) = (𝑢‘0))
68	67	eqeq1d 2612	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑤 = 𝑢 → ((𝑤‘0) = 𝑋 ↔ (𝑢‘0) = 𝑋))
69	68	cbvrabv 3172	. . . . . . 7 ⊢ {𝑤 ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∣ (𝑤‘0) = 𝑋} = {𝑢 ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∣ (𝑢‘0) = 𝑋}
70	66, 69	elrab2 3333	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ {𝑤 ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∣ (𝑤‘0) = 𝑋} ↔ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0) = 𝑋))
71	64, 70	syl6rbb 276	. . . . 5 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁)) → (((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0) = 𝑋) ↔ (𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝑋𝐹(𝑁 − 2))))
72	71	3anbi1d 1395	. . . 4 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁)) → ((((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝐶‘(𝑁 − 2)) ∧ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩)‘0) = 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋) ↔ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝑋𝐹(𝑁 − 2)) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)))
73	57, 72	bitrd 267	. . 3 ⊢ (((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) ∧ 𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁)) → (((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0)) ↔ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝑋𝐹(𝑁 − 2)) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)))
74	73	rabbidva 3163	. 2 ⊢ ((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → {𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁) ∣ ((𝑤‘0) = 𝑋 ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = (𝑤‘0))} = {𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁) ∣ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝑋𝐹(𝑁 − 2)) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)})
75	7, 74	eqtrd 2644	1 ⊢ ((𝑉 USGrph 𝐸 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (ℤ≥‘3)) → (𝑋𝐺𝑁) = {𝑤 ∈ (𝐶‘𝑁) ∣ ((𝑤 substr ⟨0, (𝑁 − 2)⟩) ∈ (𝑋𝐹(𝑁 − 2)) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 1)) ∈ (⟨𝑉, 𝐸⟩ Neighbors 𝑋) ∧ (𝑤‘(𝑁 − 2)) = 𝑋)})

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475   ∈ wcel 1977  ∀wral 2896  {crab 2900  {cpr 4127  ⟨cop 4131   class class class wbr 4583   ↦ cmpt 4643  ran crn 5039  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549   ↦ cmpt2 6551  0cc0 9815  1c1 9816   + caddc 9818   − cmin 10145  2c2 10947  3c3 10948  ℕ₀cn0 11169  ℤ_≥cuz 11563  ...cfz 12197  ..^cfzo 12334  #chash 12979  Word cword 13146   lastS clsw 13147   substr csubstr 13150   USGrph cusg 25859   Neighbors cnbgra 25946   ClWWalksN cclwwlkn 26277

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892

This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-oadd 7451  df-er 7629  df-map 7746  df-pm 7747  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-card 8648  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-hash 12980  df-word 13154  df-lsw 13155  df-substr 13158  df-usgra 25862  df-nbgra 25949  df-clwwlk 26279  df-clwwlkn 26280

This theorem is referenced by:  numclwlk1lem2foa  26618  numclwlk1lem2f  26619