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Theorem clwwnrepclwwn

Description: If the initial vertex of a closed walk occurs another time in the walk, the walk starts with a closed walk. Notice that 3 <_ N is required, because for N = 2 , ( w prefix ( N - 2 ) ) = ( w prefix 0 ) = (/) , but (/) (and anything else) is not a representation of an empty closed walk as word, see clwwlkn0 . (Contributed by Alexander van der Vekens, 15-Sep-2018) (Revised by AV, 28-May-2021) (Revised by AV, 30-Oct-2022)

Ref Expression
Assertion clwwnrepclwwn ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ∧ 𝑊 ∈ ( 𝑁 ClWWalksN 𝐺 ) ∧ ( 𝑊 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = ( 𝑊 ‘ 0 ) ) → ( 𝑊 prefix ( 𝑁 − 2 ) ) ∈ ( ( 𝑁 − 2 ) ClWWalksN 𝐺 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 uz3m2nn ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) → ( 𝑁 − 2 ) ∈ ℕ )
2 eluzelz ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) → 𝑁 ∈ ℤ )
3 2eluzge1 2 ∈ ( ℤ ‘ 1 )
4 subeluzsub ( ( 𝑁 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ( ℤ ‘ 1 ) ) → ( 𝑁 − 1 ) ∈ ( ℤ ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) )
5 2 3 4 sylancl ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) → ( 𝑁 − 1 ) ∈ ( ℤ ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) )
6 1 5 jca ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) → ( ( 𝑁 − 2 ) ∈ ℕ ∧ ( 𝑁 − 1 ) ∈ ( ℤ ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) ) )
7 6 3ad2ant1 ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ∧ 𝑊 ∈ ( 𝑁 ClWWalksN 𝐺 ) ∧ ( 𝑊 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = ( 𝑊 ‘ 0 ) ) → ( ( 𝑁 − 2 ) ∈ ℕ ∧ ( 𝑁 − 1 ) ∈ ( ℤ ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) ) )
8 clwwlknwwlksn ( 𝑊 ∈ ( 𝑁 ClWWalksN 𝐺 ) → 𝑊 ∈ ( ( 𝑁 − 1 ) WWalksN 𝐺 ) )
9 8 3ad2ant2 ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ∧ 𝑊 ∈ ( 𝑁 ClWWalksN 𝐺 ) ∧ ( 𝑊 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = ( 𝑊 ‘ 0 ) ) → 𝑊 ∈ ( ( 𝑁 − 1 ) WWalksN 𝐺 ) )
10 simp3 ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ∧ 𝑊 ∈ ( 𝑁 ClWWalksN 𝐺 ) ∧ ( 𝑊 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = ( 𝑊 ‘ 0 ) ) → ( 𝑊 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = ( 𝑊 ‘ 0 ) )
11 clwwlkinwwlk ( ( ( ( 𝑁 − 2 ) ∈ ℕ ∧ ( 𝑁 − 1 ) ∈ ( ℤ ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) ) ∧ 𝑊 ∈ ( ( 𝑁 − 1 ) WWalksN 𝐺 ) ∧ ( 𝑊 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = ( 𝑊 ‘ 0 ) ) → ( 𝑊 prefix ( 𝑁 − 2 ) ) ∈ ( ( 𝑁 − 2 ) ClWWalksN 𝐺 ) )
12 7 9 10 11 syl3anc ( ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ∧ 𝑊 ∈ ( 𝑁 ClWWalksN 𝐺 ) ∧ ( 𝑊 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = ( 𝑊 ‘ 0 ) ) → ( 𝑊 prefix ( 𝑁 − 2 ) ) ∈ ( ( 𝑁 − 2 ) ClWWalksN 𝐺 ) )