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Theorem clwwlknun

Description: The set of closed walks of fixed length N in a simple graph G is the union of the closed walks of the fixed length N on each of the vertices of graph G . (Contributed by Alexander van der Vekens, 7-Oct-2018) (Revised by AV, 28-May-2021) (Revised by AV, 3-Mar-2022) (Proof shortened by AV, 28-Mar-2022)

Ref Expression
Hypothesis clwwlknun.v V = Vtx G
Assertion clwwlknun G USGraph N ClWWalksN G = x V x ClWWalksNOn G N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 clwwlknun.v V = Vtx G
2 eliun y x V x ClWWalksNOn G N x V y x ClWWalksNOn G N
3 isclwwlknon y x ClWWalksNOn G N y N ClWWalksN G y 0 = x
4 3 rexbii x V y x ClWWalksNOn G N x V y N ClWWalksN G y 0 = x
5 simpl y N ClWWalksN G y 0 = x y N ClWWalksN G
6 5 rexlimivw x V y N ClWWalksN G y 0 = x y N ClWWalksN G
7 eqid Edg G = Edg G
8 1 7 clwwlknp y N ClWWalksN G y Word V y = N i 0 ..^ N 1 y i y i + 1 Edg G lastS y y 0 Edg G
9 8 anim2i G USGraph y N ClWWalksN G G USGraph y Word V y = N i 0 ..^ N 1 y i y i + 1 Edg G lastS y y 0 Edg G
10 7 1 usgrpredgv G USGraph lastS y y 0 Edg G lastS y V y 0 V
11 10 ex G USGraph lastS y y 0 Edg G lastS y V y 0 V
12 simpr lastS y V y 0 V y 0 V
13 11 12 syl6com lastS y y 0 Edg G G USGraph y 0 V
14 13 3ad2ant3 y Word V y = N i 0 ..^ N 1 y i y i + 1 Edg G lastS y y 0 Edg G G USGraph y 0 V
15 14 impcom G USGraph y Word V y = N i 0 ..^ N 1 y i y i + 1 Edg G lastS y y 0 Edg G y 0 V
16 simpr G USGraph y Word V y = N i 0 ..^ N 1 y i y i + 1 Edg G lastS y y 0 Edg G x = y 0 x = y 0
17 16 eqcomd G USGraph y Word V y = N i 0 ..^ N 1 y i y i + 1 Edg G lastS y y 0 Edg G x = y 0 y 0 = x
18 17 biantrud G USGraph y Word V y = N i 0 ..^ N 1 y i y i + 1 Edg G lastS y y 0 Edg G x = y 0 y N ClWWalksN G y N ClWWalksN G y 0 = x
19 18 bicomd G USGraph y Word V y = N i 0 ..^ N 1 y i y i + 1 Edg G lastS y y 0 Edg G x = y 0 y N ClWWalksN G y 0 = x y N ClWWalksN G
20 15 19 rspcedv G USGraph y Word V y = N i 0 ..^ N 1 y i y i + 1 Edg G lastS y y 0 Edg G y N ClWWalksN G x V y N ClWWalksN G y 0 = x
21 20 adantld G USGraph y Word V y = N i 0 ..^ N 1 y i y i + 1 Edg G lastS y y 0 Edg G G USGraph y N ClWWalksN G x V y N ClWWalksN G y 0 = x
22 9 21 mpcom G USGraph y N ClWWalksN G x V y N ClWWalksN G y 0 = x
23 22 ex G USGraph y N ClWWalksN G x V y N ClWWalksN G y 0 = x
24 6 23 impbid2 G USGraph x V y N ClWWalksN G y 0 = x y N ClWWalksN G
25 4 24 syl5bb G USGraph x V y x ClWWalksNOn G N y N ClWWalksN G
26 2 25 syl5rbb G USGraph y N ClWWalksN G y x V x ClWWalksNOn G N
27 26 eqrdv G USGraph N ClWWalksN G = x V x ClWWalksNOn G N