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Theorem clwlkclwwlkf1

Description: F is a one-to-one function from the nonempty closed walks into the closed walks as words in a simple pseudograph. (Contributed by Alexander van der Vekens, 5-Jul-2018) (Revised by AV, 3-May-2021) (Revised by AV, 29-Oct-2022)

Ref Expression
Hypotheses clwlkclwwlkf.c ⊢ C = w ∈ ClWalks ⁡ G | 1 ≤ 1 st ⁡ w
clwlkclwwlkf.f ⊢ F = c ∈ C ⟼ 2 nd ⁡ c prefix 2 nd ⁡ c − 1
Assertion clwlkclwwlkf1 ⊢ G ∈ USHGraph → F : C ⟶ 1-1 ClWWalks ⁡ G

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 clwlkclwwlkf.c ⊢ C = w ∈ ClWalks ⁡ G | 1 ≤ 1 st ⁡ w
2 clwlkclwwlkf.f ⊢ F = c ∈ C ⟼ 2 nd ⁡ c prefix 2 nd ⁡ c − 1
3 1 2 clwlkclwwlkf ⊢ G ∈ USHGraph → F : C ⟶ ClWWalks ⁡ G
4 fveq2 ⊢ c = x → 2 nd ⁡ c = 2 nd ⁡ x
5 2fveq3 ⊢ c = x → 2 nd ⁡ c = 2 nd ⁡ x
6 5 oveq1d ⊢ c = x → 2 nd ⁡ c − 1 = 2 nd ⁡ x − 1
7 4 6 oveq12d ⊢ c = x → 2 nd ⁡ c prefix 2 nd ⁡ c − 1 = 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1
8 id ⊢ x ∈ C → x ∈ C
9 ovexd ⊢ x ∈ C → 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 ∈ V
10 2 7 8 9 fvmptd3 ⊢ x ∈ C → F ⁡ x = 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1
11 fveq2 ⊢ c = y → 2 nd ⁡ c = 2 nd ⁡ y
12 2fveq3 ⊢ c = y → 2 nd ⁡ c = 2 nd ⁡ y
13 12 oveq1d ⊢ c = y → 2 nd ⁡ c − 1 = 2 nd ⁡ y − 1
14 11 13 oveq12d ⊢ c = y → 2 nd ⁡ c prefix 2 nd ⁡ c − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1
15 id ⊢ y ∈ C → y ∈ C
16 ovexd ⊢ y ∈ C → 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1 ∈ V
17 2 14 15 16 fvmptd3 ⊢ y ∈ C → F ⁡ y = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1
18 10 17 eqeqan12d ⊢ x ∈ C ∧ y ∈ C → F ⁡ x = F ⁡ y ↔ 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1
19 18 adantl ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C → F ⁡ x = F ⁡ y ↔ 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1
20 simplrl ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C ∧ 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1 → x ∈ C
21 simplrr ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C ∧ 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1 → y ∈ C
22 eqid ⊢ 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ x
23 eqid ⊢ 2 nd ⁡ x = 2 nd ⁡ x
24 1 22 23 clwlkclwwlkflem ⊢ x ∈ C → 1 st ⁡ x Walks ⁡ G 2 nd ⁡ x ∧ 2 nd ⁡ x ⁡ 0 = 2 nd ⁡ x ⁡ 1 st ⁡ x ∧ 1 st ⁡ x ∈ ℕ
25 wlklenvm1 ⊢ 1 st ⁡ x Walks ⁡ G 2 nd ⁡ x → 1 st ⁡ x = 2 nd ⁡ x − 1
26 25 eqcomd ⊢ 1 st ⁡ x Walks ⁡ G 2 nd ⁡ x → 2 nd ⁡ x − 1 = 1 st ⁡ x
27 26 3ad2ant1 ⊢ 1 st ⁡ x Walks ⁡ G 2 nd ⁡ x ∧ 2 nd ⁡ x ⁡ 0 = 2 nd ⁡ x ⁡ 1 st ⁡ x ∧ 1 st ⁡ x ∈ ℕ → 2 nd ⁡ x − 1 = 1 st ⁡ x
28 24 27 syl ⊢ x ∈ C → 2 nd ⁡ x − 1 = 1 st ⁡ x
29 28 adantr ⊢ x ∈ C ∧ y ∈ C → 2 nd ⁡ x − 1 = 1 st ⁡ x
30 29 oveq2d ⊢ x ∈ C ∧ y ∈ C → 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ x prefix 1 st ⁡ x
31 eqid ⊢ 1 st ⁡ y = 1 st ⁡ y
32 eqid ⊢ 2 nd ⁡ y = 2 nd ⁡ y
33 1 31 32 clwlkclwwlkflem ⊢ y ∈ C → 1 st ⁡ y Walks ⁡ G 2 nd ⁡ y ∧ 2 nd ⁡ y ⁡ 0 = 2 nd ⁡ y ⁡ 1 st ⁡ y ∧ 1 st ⁡ y ∈ ℕ
34 wlklenvm1 ⊢ 1 st ⁡ y Walks ⁡ G 2 nd ⁡ y → 1 st ⁡ y = 2 nd ⁡ y − 1
35 34 eqcomd ⊢ 1 st ⁡ y Walks ⁡ G 2 nd ⁡ y → 2 nd ⁡ y − 1 = 1 st ⁡ y
36 35 3ad2ant1 ⊢ 1 st ⁡ y Walks ⁡ G 2 nd ⁡ y ∧ 2 nd ⁡ y ⁡ 0 = 2 nd ⁡ y ⁡ 1 st ⁡ y ∧ 1 st ⁡ y ∈ ℕ → 2 nd ⁡ y − 1 = 1 st ⁡ y
37 33 36 syl ⊢ y ∈ C → 2 nd ⁡ y − 1 = 1 st ⁡ y
38 37 adantl ⊢ x ∈ C ∧ y ∈ C → 2 nd ⁡ y − 1 = 1 st ⁡ y
39 38 oveq2d ⊢ x ∈ C ∧ y ∈ C → 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 1 st ⁡ y
40 30 39 eqeq12d ⊢ x ∈ C ∧ y ∈ C → 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1 ↔ 2 nd ⁡ x prefix 1 st ⁡ x = 2 nd ⁡ y prefix 1 st ⁡ y
41 40 adantl ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C → 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1 ↔ 2 nd ⁡ x prefix 1 st ⁡ x = 2 nd ⁡ y prefix 1 st ⁡ y
42 41 biimpa ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C ∧ 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1 → 2 nd ⁡ x prefix 1 st ⁡ x = 2 nd ⁡ y prefix 1 st ⁡ y
43 20 21 42 3jca ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C ∧ 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1 → x ∈ C ∧ y ∈ C ∧ 2 nd ⁡ x prefix 1 st ⁡ x = 2 nd ⁡ y prefix 1 st ⁡ y
44 1 22 23 31 32 clwlkclwwlkf1lem2 ⊢ x ∈ C ∧ y ∈ C ∧ 2 nd ⁡ x prefix 1 st ⁡ x = 2 nd ⁡ y prefix 1 st ⁡ y → 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ y ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ 1 st ⁡ x 2 nd ⁡ x ⁡ i = 2 nd ⁡ y ⁡ i
45 simpl ⊢ 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ y ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ 1 st ⁡ x 2 nd ⁡ x ⁡ i = 2 nd ⁡ y ⁡ i → 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ y
46 43 44 45 3syl ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C ∧ 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1 → 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ y
47 1 22 23 31 32 clwlkclwwlkf1lem3 ⊢ x ∈ C ∧ y ∈ C ∧ 2 nd ⁡ x prefix 1 st ⁡ x = 2 nd ⁡ y prefix 1 st ⁡ y → ∀ i ∈ 0 … 1 st ⁡ x 2 nd ⁡ x ⁡ i = 2 nd ⁡ y ⁡ i
48 43 47 syl ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C ∧ 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1 → ∀ i ∈ 0 … 1 st ⁡ x 2 nd ⁡ x ⁡ i = 2 nd ⁡ y ⁡ i
49 simpl ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C → G ∈ USHGraph
50 wlkcpr ⊢ x ∈ Walks ⁡ G ↔ 1 st ⁡ x Walks ⁡ G 2 nd ⁡ x
51 50 biimpri ⊢ 1 st ⁡ x Walks ⁡ G 2 nd ⁡ x → x ∈ Walks ⁡ G
52 51 3ad2ant1 ⊢ 1 st ⁡ x Walks ⁡ G 2 nd ⁡ x ∧ 2 nd ⁡ x ⁡ 0 = 2 nd ⁡ x ⁡ 1 st ⁡ x ∧ 1 st ⁡ x ∈ ℕ → x ∈ Walks ⁡ G
53 24 52 syl ⊢ x ∈ C → x ∈ Walks ⁡ G
54 wlkcpr ⊢ y ∈ Walks ⁡ G ↔ 1 st ⁡ y Walks ⁡ G 2 nd ⁡ y
55 54 biimpri ⊢ 1 st ⁡ y Walks ⁡ G 2 nd ⁡ y → y ∈ Walks ⁡ G
56 55 3ad2ant1 ⊢ 1 st ⁡ y Walks ⁡ G 2 nd ⁡ y ∧ 2 nd ⁡ y ⁡ 0 = 2 nd ⁡ y ⁡ 1 st ⁡ y ∧ 1 st ⁡ y ∈ ℕ → y ∈ Walks ⁡ G
57 33 56 syl ⊢ y ∈ C → y ∈ Walks ⁡ G
58 53 57 anim12i ⊢ x ∈ C ∧ y ∈ C → x ∈ Walks ⁡ G ∧ y ∈ Walks ⁡ G
59 58 adantl ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C → x ∈ Walks ⁡ G ∧ y ∈ Walks ⁡ G
60 eqidd ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C → 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ x
61 49 59 60 3jca ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C → G ∈ USHGraph ∧ x ∈ Walks ⁡ G ∧ y ∈ Walks ⁡ G ∧ 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ x
62 61 adantr ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C ∧ 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1 → G ∈ USHGraph ∧ x ∈ Walks ⁡ G ∧ y ∈ Walks ⁡ G ∧ 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ x
63 uspgr2wlkeq ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ Walks ⁡ G ∧ y ∈ Walks ⁡ G ∧ 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ x → x = y ↔ 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ y ∧ ∀ i ∈ 0 … 1 st ⁡ x 2 nd ⁡ x ⁡ i = 2 nd ⁡ y ⁡ i
64 62 63 syl ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C ∧ 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1 → x = y ↔ 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ y ∧ ∀ i ∈ 0 … 1 st ⁡ x 2 nd ⁡ x ⁡ i = 2 nd ⁡ y ⁡ i
65 46 48 64 mpbir2and ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C ∧ 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1 → x = y
66 65 ex ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C → 2 nd ⁡ x prefix 2 nd ⁡ x − 1 = 2 nd ⁡ y prefix 2 nd ⁡ y − 1 → x = y
67 19 66 sylbid ⊢ G ∈ USHGraph ∧ x ∈ C ∧ y ∈ C → F ⁡ x = F ⁡ y → x = y
68 67 ralrimivva ⊢ G ∈ USHGraph → ∀ x ∈ C ∀ y ∈ C F ⁡ x = F ⁡ y → x = y
69 dff13 ⊢ F : C ⟶ 1-1 ClWWalks ⁡ G ↔ F : C ⟶ ClWWalks ⁡ G ∧ ∀ x ∈ C ∀ y ∈ C F ⁡ x = F ⁡ y → x = y
70 3 68 69 sylanbrc ⊢ G ∈ USHGraph → F : C ⟶ 1-1 ClWWalks ⁡ G