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Theorem vtxdun

Description: The degree of a vertex in the union of two graphs on the same vertex set is the sum of the degrees of the vertex in each graph. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Mar-2015) (Revised by Alexander van der Vekens, 21-Dec-2017) (Revised by AV, 19-Feb-2021)

Ref Expression
Hypotheses vtxdun.i I=iEdgG
vtxdun.j J=iEdgH
vtxdun.vg V=VtxG
vtxdun.vh φVtxH=V
vtxdun.vu φVtxU=V
vtxdun.d φdomIdomJ=
vtxdun.fi φFunI
vtxdun.fj φFunJ
vtxdun.n φNV
vtxdun.u φiEdgU=IJ
Assertion vtxdun φVtxDegUN=VtxDegGN+𝑒VtxDegHN

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 vtxdun.i I=iEdgG
2 vtxdun.j J=iEdgH
3 vtxdun.vg V=VtxG
4 vtxdun.vh φVtxH=V
5 vtxdun.vu φVtxU=V
6 vtxdun.d φdomIdomJ=
7 vtxdun.fi φFunI
8 vtxdun.fj φFunJ
9 vtxdun.n φNV
10 vtxdun.u φiEdgU=IJ
11 df-rab xdomiEdgU|NiEdgUx=x|xdomiEdgUNiEdgUx
12 10 dmeqd φdomiEdgU=domIJ
13 dmun domIJ=domIdomJ
14 12 13 eqtrdi φdomiEdgU=domIdomJ
15 14 eleq2d φxdomiEdgUxdomIdomJ
16 elun xdomIdomJxdomIxdomJ
17 15 16 bitrdi φxdomiEdgUxdomIxdomJ
18 17 anbi1d φxdomiEdgUNiEdgUxxdomIxdomJNiEdgUx
19 andir xdomIxdomJNiEdgUxxdomINiEdgUxxdomJNiEdgUx
20 18 19 bitrdi φxdomiEdgUNiEdgUxxdomINiEdgUxxdomJNiEdgUx
21 20 abbidv φx|xdomiEdgUNiEdgUx=x|xdomINiEdgUxxdomJNiEdgUx
22 11 21 eqtrid φxdomiEdgU|NiEdgUx=x|xdomINiEdgUxxdomJNiEdgUx
23 unab x|xdomINiEdgUxx|xdomJNiEdgUx=x|xdomINiEdgUxxdomJNiEdgUx
24 23 eqcomi x|xdomINiEdgUxxdomJNiEdgUx=x|xdomINiEdgUxx|xdomJNiEdgUx
25 24 a1i φx|xdomINiEdgUxxdomJNiEdgUx=x|xdomINiEdgUxx|xdomJNiEdgUx
26 df-rab xdomI|NiEdgUx=x|xdomINiEdgUx
27 10 fveq1d φiEdgUx=IJx
28 27 adantr φxdomIiEdgUx=IJx
29 7 funfnd φIFndomI
30 29 adantr φxdomIIFndomI
31 8 funfnd φJFndomJ
32 31 adantr φxdomIJFndomJ
33 6 anim1i φxdomIdomIdomJ=xdomI
34 fvun1 IFndomIJFndomJdomIdomJ=xdomIIJx=Ix
35 30 32 33 34 syl3anc φxdomIIJx=Ix
36 28 35 eqtrd φxdomIiEdgUx=Ix
37 36 eleq2d φxdomINiEdgUxNIx
38 37 rabbidva φxdomI|NiEdgUx=xdomI|NIx
39 26 38 eqtr3id φx|xdomINiEdgUx=xdomI|NIx
40 df-rab xdomJ|NiEdgUx=x|xdomJNiEdgUx
41 27 adantr φxdomJiEdgUx=IJx
42 29 adantr φxdomJIFndomI
43 31 adantr φxdomJJFndomJ
44 6 anim1i φxdomJdomIdomJ=xdomJ
45 fvun2 IFndomIJFndomJdomIdomJ=xdomJIJx=Jx
46 42 43 44 45 syl3anc φxdomJIJx=Jx
47 41 46 eqtrd φxdomJiEdgUx=Jx
48 47 eleq2d φxdomJNiEdgUxNJx
49 48 rabbidva φxdomJ|NiEdgUx=xdomJ|NJx
50 40 49 eqtr3id φx|xdomJNiEdgUx=xdomJ|NJx
51 39 50 uneq12d φx|xdomINiEdgUxx|xdomJNiEdgUx=xdomI|NIxxdomJ|NJx
52 22 25 51 3eqtrd φxdomiEdgU|NiEdgUx=xdomI|NIxxdomJ|NJx
53 52 fveq2d φxdomiEdgU|NiEdgUx=xdomI|NIxxdomJ|NJx
54 1 fvexi IV
55 54 dmex domIV
56 55 rabex xdomI|NIxV
57 56 a1i φxdomI|NIxV
58 2 fvexi JV
59 58 dmex domJV
60 59 rabex xdomJ|NJxV
61 60 a1i φxdomJ|NJxV
62 ssrab2 xdomI|NIxdomI
63 ssrab2 xdomJ|NJxdomJ
64 ss2in xdomI|NIxdomIxdomJ|NJxdomJxdomI|NIxxdomJ|NJxdomIdomJ
65 62 63 64 mp2an xdomI|NIxxdomJ|NJxdomIdomJ
66 65 6 sseqtrid φxdomI|NIxxdomJ|NJx
67 ss0 xdomI|NIxxdomJ|NJxxdomI|NIxxdomJ|NJx=
68 66 67 syl φxdomI|NIxxdomJ|NJx=
69 hashunx xdomI|NIxVxdomJ|NJxVxdomI|NIxxdomJ|NJx=xdomI|NIxxdomJ|NJx=xdomI|NIx+𝑒xdomJ|NJx
70 57 61 68 69 syl3anc φxdomI|NIxxdomJ|NJx=xdomI|NIx+𝑒xdomJ|NJx
71 53 70 eqtrd φxdomiEdgU|NiEdgUx=xdomI|NIx+𝑒xdomJ|NJx
72 df-rab xdomiEdgU|iEdgUx=N=x|xdomiEdgUiEdgUx=N
73 17 anbi1d φxdomiEdgUiEdgUx=NxdomIxdomJiEdgUx=N
74 andir xdomIxdomJiEdgUx=NxdomIiEdgUx=NxdomJiEdgUx=N
75 73 74 bitrdi φxdomiEdgUiEdgUx=NxdomIiEdgUx=NxdomJiEdgUx=N
76 75 abbidv φx|xdomiEdgUiEdgUx=N=x|xdomIiEdgUx=NxdomJiEdgUx=N
77 72 76 eqtrid φxdomiEdgU|iEdgUx=N=x|xdomIiEdgUx=NxdomJiEdgUx=N
78 unab x|xdomIiEdgUx=Nx|xdomJiEdgUx=N=x|xdomIiEdgUx=NxdomJiEdgUx=N
79 78 eqcomi x|xdomIiEdgUx=NxdomJiEdgUx=N=x|xdomIiEdgUx=Nx|xdomJiEdgUx=N
80 79 a1i φx|xdomIiEdgUx=NxdomJiEdgUx=N=x|xdomIiEdgUx=Nx|xdomJiEdgUx=N
81 df-rab xdomI|iEdgUx=N=x|xdomIiEdgUx=N
82 36 eqeq1d φxdomIiEdgUx=NIx=N
83 82 rabbidva φxdomI|iEdgUx=N=xdomI|Ix=N
84 81 83 eqtr3id φx|xdomIiEdgUx=N=xdomI|Ix=N
85 df-rab xdomJ|iEdgUx=N=x|xdomJiEdgUx=N
86 47 eqeq1d φxdomJiEdgUx=NJx=N
87 86 rabbidva φxdomJ|iEdgUx=N=xdomJ|Jx=N
88 85 87 eqtr3id φx|xdomJiEdgUx=N=xdomJ|Jx=N
89 84 88 uneq12d φx|xdomIiEdgUx=Nx|xdomJiEdgUx=N=xdomI|Ix=NxdomJ|Jx=N
90 77 80 89 3eqtrd φxdomiEdgU|iEdgUx=N=xdomI|Ix=NxdomJ|Jx=N
91 90 fveq2d φxdomiEdgU|iEdgUx=N=xdomI|Ix=NxdomJ|Jx=N
92 55 rabex xdomI|Ix=NV
93 92 a1i φxdomI|Ix=NV
94 59 rabex xdomJ|Jx=NV
95 94 a1i φxdomJ|Jx=NV
96 ssrab2 xdomI|Ix=NdomI
97 ssrab2 xdomJ|Jx=NdomJ
98 ss2in xdomI|Ix=NdomIxdomJ|Jx=NdomJxdomI|Ix=NxdomJ|Jx=NdomIdomJ
99 96 97 98 mp2an xdomI|Ix=NxdomJ|Jx=NdomIdomJ
100 99 6 sseqtrid φxdomI|Ix=NxdomJ|Jx=N
101 ss0 xdomI|Ix=NxdomJ|Jx=NxdomI|Ix=NxdomJ|Jx=N=
102 100 101 syl φxdomI|Ix=NxdomJ|Jx=N=
103 hashunx xdomI|Ix=NVxdomJ|Jx=NVxdomI|Ix=NxdomJ|Jx=N=xdomI|Ix=NxdomJ|Jx=N=xdomI|Ix=N+𝑒xdomJ|Jx=N
104 93 95 102 103 syl3anc φxdomI|Ix=NxdomJ|Jx=N=xdomI|Ix=N+𝑒xdomJ|Jx=N
105 91 104 eqtrd φxdomiEdgU|iEdgUx=N=xdomI|Ix=N+𝑒xdomJ|Jx=N
106 71 105 oveq12d φxdomiEdgU|NiEdgUx+𝑒xdomiEdgU|iEdgUx=N=xdomI|NIx+𝑒xdomJ|NJx+𝑒xdomI|Ix=N+𝑒xdomJ|Jx=N
107 hashxnn0 xdomI|NIxVxdomI|NIx0*
108 57 107 syl φxdomI|NIx0*
109 hashxnn0 xdomJ|NJxVxdomJ|NJx0*
110 61 109 syl φxdomJ|NJx0*
111 hashxnn0 xdomI|Ix=NVxdomI|Ix=N0*
112 93 111 syl φxdomI|Ix=N0*
113 hashxnn0 xdomJ|Jx=NVxdomJ|Jx=N0*
114 95 113 syl φxdomJ|Jx=N0*
115 108 110 112 114 xnn0add4d φxdomI|NIx+𝑒xdomJ|NJx+𝑒xdomI|Ix=N+𝑒xdomJ|Jx=N=xdomI|NIx+𝑒xdomI|Ix=N+𝑒xdomJ|NJx+𝑒xdomJ|Jx=N
116 106 115 eqtrd φxdomiEdgU|NiEdgUx+𝑒xdomiEdgU|iEdgUx=N=xdomI|NIx+𝑒xdomI|Ix=N+𝑒xdomJ|NJx+𝑒xdomJ|Jx=N
117 9 5 eleqtrrd φNVtxU
118 eqid VtxU=VtxU
119 eqid iEdgU=iEdgU
120 eqid domiEdgU=domiEdgU
121 118 119 120 vtxdgval NVtxUVtxDegUN=xdomiEdgU|NiEdgUx+𝑒xdomiEdgU|iEdgUx=N
122 117 121 syl φVtxDegUN=xdomiEdgU|NiEdgUx+𝑒xdomiEdgU|iEdgUx=N
123 eqid domI=domI
124 3 1 123 vtxdgval NVVtxDegGN=xdomI|NIx+𝑒xdomI|Ix=N
125 9 124 syl φVtxDegGN=xdomI|NIx+𝑒xdomI|Ix=N
126 9 4 eleqtrrd φNVtxH
127 eqid VtxH=VtxH
128 eqid domJ=domJ
129 127 2 128 vtxdgval NVtxHVtxDegHN=xdomJ|NJx+𝑒xdomJ|Jx=N
130 126 129 syl φVtxDegHN=xdomJ|NJx+𝑒xdomJ|Jx=N
131 125 130 oveq12d φVtxDegGN+𝑒VtxDegHN=xdomI|NIx+𝑒xdomI|Ix=N+𝑒xdomJ|NJx+𝑒xdomJ|Jx=N
132 116 122 131 3eqtr4d φVtxDegUN=VtxDegGN+𝑒VtxDegHN