Description: Definition of generalized Petersen graphs according to Wikipedia "Generalized Petersen graph", 26-Aug-2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Generalized_Petersen_graph : "In Watkins' notation, G ( n , k ) is a graph with vertex set { u_0, u_1, ... , u_n-1, v_0, v_1, ... , v_n-1 } and edge set { u_i u_i+1 , u_i v_i , v_i v_i+k | 0 <_ i <_ ( n - 1 ) } where subscripts are to be read modulo n and where k < ( n / 2 ) . Some authors use the notation GPG(n,k)."
Instead of n e. NN , we could restrict the first argument to n e. ( ZZ>=3 ) (i.e., 3 <_ n ), because for n <_ 2 , the definition is not meaningful (since then ( |^( n / 2 ) ) <_ 1 and therefore ( 1 ..^ ( |^( n / 2 ) ) ) = (/) , so that there would be no fitting second argument). (Contributed by AV, 26-Aug-2025)
Ref | Expression | ||
---|---|---|---|
Assertion | df-gpg | ⊢ gPetersenGr = ( 𝑛 ∈ ℕ , 𝑘 ∈ ( 1 ..^ ( ⌈ ‘ ( 𝑛 / 2 ) ) ) ↦ { 〈 ( Base ‘ ndx ) , ( { 0 , 1 } × ( 0 ..^ 𝑛 ) ) 〉 , 〈 ( .ef ‘ ndx ) , ( I ↾ { 𝑒 ∈ 𝒫 ( { 0 , 1 } × ( 0 ..^ 𝑛 ) ) ∣ ∃ 𝑥 ∈ ( 0 ..^ 𝑛 ) ( 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 0 , ( ( 𝑥 + 1 ) mod 𝑛 ) 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 1 , 𝑥 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 1 , 𝑥 〉 , 〈 1 , ( ( 𝑥 + 𝑘 ) mod 𝑛 ) 〉 } ) } ) 〉 } ) |
Step | Hyp | Ref | Expression |
---|---|---|---|
0 | cgpg | ⊢ gPetersenGr | |
1 | vn | ⊢ 𝑛 | |
2 | cn | ⊢ ℕ | |
3 | vk | ⊢ 𝑘 | |
4 | c1 | ⊢ 1 | |
5 | cfzo | ⊢ ..^ | |
6 | cceil | ⊢ ⌈ | |
7 | 1 | cv | ⊢ 𝑛 |
8 | cdiv | ⊢ / | |
9 | c2 | ⊢ 2 | |
10 | 7 9 8 | co | ⊢ ( 𝑛 / 2 ) |
11 | 10 6 | cfv | ⊢ ( ⌈ ‘ ( 𝑛 / 2 ) ) |
12 | 4 11 5 | co | ⊢ ( 1 ..^ ( ⌈ ‘ ( 𝑛 / 2 ) ) ) |
13 | cbs | ⊢ Base | |
14 | cnx | ⊢ ndx | |
15 | 14 13 | cfv | ⊢ ( Base ‘ ndx ) |
16 | cc0 | ⊢ 0 | |
17 | 16 4 | cpr | ⊢ { 0 , 1 } |
18 | 16 7 5 | co | ⊢ ( 0 ..^ 𝑛 ) |
19 | 17 18 | cxp | ⊢ ( { 0 , 1 } × ( 0 ..^ 𝑛 ) ) |
20 | 15 19 | cop | ⊢ 〈 ( Base ‘ ndx ) , ( { 0 , 1 } × ( 0 ..^ 𝑛 ) ) 〉 |
21 | cedgf | ⊢ .ef | |
22 | 14 21 | cfv | ⊢ ( .ef ‘ ndx ) |
23 | cid | ⊢ I | |
24 | ve | ⊢ 𝑒 | |
25 | 19 | cpw | ⊢ 𝒫 ( { 0 , 1 } × ( 0 ..^ 𝑛 ) ) |
26 | vx | ⊢ 𝑥 | |
27 | 24 | cv | ⊢ 𝑒 |
28 | 26 | cv | ⊢ 𝑥 |
29 | 16 28 | cop | ⊢ 〈 0 , 𝑥 〉 |
30 | caddc | ⊢ + | |
31 | 28 4 30 | co | ⊢ ( 𝑥 + 1 ) |
32 | cmo | ⊢ mod | |
33 | 31 7 32 | co | ⊢ ( ( 𝑥 + 1 ) mod 𝑛 ) |
34 | 16 33 | cop | ⊢ 〈 0 , ( ( 𝑥 + 1 ) mod 𝑛 ) 〉 |
35 | 29 34 | cpr | ⊢ { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 0 , ( ( 𝑥 + 1 ) mod 𝑛 ) 〉 } |
36 | 27 35 | wceq | ⊢ 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 0 , ( ( 𝑥 + 1 ) mod 𝑛 ) 〉 } |
37 | 4 28 | cop | ⊢ 〈 1 , 𝑥 〉 |
38 | 29 37 | cpr | ⊢ { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 1 , 𝑥 〉 } |
39 | 27 38 | wceq | ⊢ 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 1 , 𝑥 〉 } |
40 | 3 | cv | ⊢ 𝑘 |
41 | 28 40 30 | co | ⊢ ( 𝑥 + 𝑘 ) |
42 | 41 7 32 | co | ⊢ ( ( 𝑥 + 𝑘 ) mod 𝑛 ) |
43 | 4 42 | cop | ⊢ 〈 1 , ( ( 𝑥 + 𝑘 ) mod 𝑛 ) 〉 |
44 | 37 43 | cpr | ⊢ { 〈 1 , 𝑥 〉 , 〈 1 , ( ( 𝑥 + 𝑘 ) mod 𝑛 ) 〉 } |
45 | 27 44 | wceq | ⊢ 𝑒 = { 〈 1 , 𝑥 〉 , 〈 1 , ( ( 𝑥 + 𝑘 ) mod 𝑛 ) 〉 } |
46 | 36 39 45 | w3o | ⊢ ( 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 0 , ( ( 𝑥 + 1 ) mod 𝑛 ) 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 1 , 𝑥 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 1 , 𝑥 〉 , 〈 1 , ( ( 𝑥 + 𝑘 ) mod 𝑛 ) 〉 } ) |
47 | 46 26 18 | wrex | ⊢ ∃ 𝑥 ∈ ( 0 ..^ 𝑛 ) ( 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 0 , ( ( 𝑥 + 1 ) mod 𝑛 ) 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 1 , 𝑥 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 1 , 𝑥 〉 , 〈 1 , ( ( 𝑥 + 𝑘 ) mod 𝑛 ) 〉 } ) |
48 | 47 24 25 | crab | ⊢ { 𝑒 ∈ 𝒫 ( { 0 , 1 } × ( 0 ..^ 𝑛 ) ) ∣ ∃ 𝑥 ∈ ( 0 ..^ 𝑛 ) ( 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 0 , ( ( 𝑥 + 1 ) mod 𝑛 ) 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 1 , 𝑥 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 1 , 𝑥 〉 , 〈 1 , ( ( 𝑥 + 𝑘 ) mod 𝑛 ) 〉 } ) } |
49 | 23 48 | cres | ⊢ ( I ↾ { 𝑒 ∈ 𝒫 ( { 0 , 1 } × ( 0 ..^ 𝑛 ) ) ∣ ∃ 𝑥 ∈ ( 0 ..^ 𝑛 ) ( 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 0 , ( ( 𝑥 + 1 ) mod 𝑛 ) 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 1 , 𝑥 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 1 , 𝑥 〉 , 〈 1 , ( ( 𝑥 + 𝑘 ) mod 𝑛 ) 〉 } ) } ) |
50 | 22 49 | cop | ⊢ 〈 ( .ef ‘ ndx ) , ( I ↾ { 𝑒 ∈ 𝒫 ( { 0 , 1 } × ( 0 ..^ 𝑛 ) ) ∣ ∃ 𝑥 ∈ ( 0 ..^ 𝑛 ) ( 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 0 , ( ( 𝑥 + 1 ) mod 𝑛 ) 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 1 , 𝑥 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 1 , 𝑥 〉 , 〈 1 , ( ( 𝑥 + 𝑘 ) mod 𝑛 ) 〉 } ) } ) 〉 |
51 | 20 50 | cpr | ⊢ { 〈 ( Base ‘ ndx ) , ( { 0 , 1 } × ( 0 ..^ 𝑛 ) ) 〉 , 〈 ( .ef ‘ ndx ) , ( I ↾ { 𝑒 ∈ 𝒫 ( { 0 , 1 } × ( 0 ..^ 𝑛 ) ) ∣ ∃ 𝑥 ∈ ( 0 ..^ 𝑛 ) ( 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 0 , ( ( 𝑥 + 1 ) mod 𝑛 ) 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 1 , 𝑥 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 1 , 𝑥 〉 , 〈 1 , ( ( 𝑥 + 𝑘 ) mod 𝑛 ) 〉 } ) } ) 〉 } |
52 | 1 3 2 12 51 | cmpo | ⊢ ( 𝑛 ∈ ℕ , 𝑘 ∈ ( 1 ..^ ( ⌈ ‘ ( 𝑛 / 2 ) ) ) ↦ { 〈 ( Base ‘ ndx ) , ( { 0 , 1 } × ( 0 ..^ 𝑛 ) ) 〉 , 〈 ( .ef ‘ ndx ) , ( I ↾ { 𝑒 ∈ 𝒫 ( { 0 , 1 } × ( 0 ..^ 𝑛 ) ) ∣ ∃ 𝑥 ∈ ( 0 ..^ 𝑛 ) ( 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 0 , ( ( 𝑥 + 1 ) mod 𝑛 ) 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 1 , 𝑥 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 1 , 𝑥 〉 , 〈 1 , ( ( 𝑥 + 𝑘 ) mod 𝑛 ) 〉 } ) } ) 〉 } ) |
53 | 0 52 | wceq | ⊢ gPetersenGr = ( 𝑛 ∈ ℕ , 𝑘 ∈ ( 1 ..^ ( ⌈ ‘ ( 𝑛 / 2 ) ) ) ↦ { 〈 ( Base ‘ ndx ) , ( { 0 , 1 } × ( 0 ..^ 𝑛 ) ) 〉 , 〈 ( .ef ‘ ndx ) , ( I ↾ { 𝑒 ∈ 𝒫 ( { 0 , 1 } × ( 0 ..^ 𝑛 ) ) ∣ ∃ 𝑥 ∈ ( 0 ..^ 𝑛 ) ( 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 0 , ( ( 𝑥 + 1 ) mod 𝑛 ) 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 0 , 𝑥 〉 , 〈 1 , 𝑥 〉 } ∨ 𝑒 = { 〈 1 , 𝑥 〉 , 〈 1 , ( ( 𝑥 + 𝑘 ) mod 𝑛 ) 〉 } ) } ) 〉 } ) |