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Theorem numclwlk1lem2

Description: Lemma 2 for numclwlk1 (Statement 9 in Huneke p. 2 for n>2). This theorem corresponds to numclwwlk1 , using the general definition of walks instead of walks as words. (Contributed by AV, 4-Jun-2022)

Ref Expression
Hypotheses numclwlk1.v 𝑉 = ( Vtx ‘ 𝐺 )
numclwlk1.c 𝐶 = { 𝑤 ∈ ( ClWalks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = 𝑁 ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ 0 ) = 𝑋 ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 ) }
numclwlk1.f 𝐹 = { 𝑤 ∈ ( ClWalks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = ( 𝑁 − 2 ) ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ 0 ) = 𝑋 ) }
Assertion numclwlk1lem2 ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( ♯ ‘ 𝐶 ) = ( 𝐾 · ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 numclwlk1.v 𝑉 = ( Vtx ‘ 𝐺 )
2 numclwlk1.c 𝐶 = { 𝑤 ∈ ( ClWalks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = 𝑁 ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ 0 ) = 𝑋 ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 ) }
3 numclwlk1.f 𝐹 = { 𝑤 ∈ ( ClWalks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = ( 𝑁 − 2 ) ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ 0 ) = 𝑋 ) }
4 rusgrusgr ( 𝐺 RegUSGraph 𝐾𝐺 ∈ USGraph )
5 usgruspgr ( 𝐺 ∈ USGraph → 𝐺 ∈ USPGraph )
6 4 5 syl ( 𝐺 RegUSGraph 𝐾𝐺 ∈ USPGraph )
7 6 ad2antlr ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → 𝐺 ∈ USPGraph )
8 simpl ( ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) → 𝑋𝑉 )
9 8 adantl ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → 𝑋𝑉 )
10 uzuzle23 ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) → 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) )
11 10 ad2antll ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) )
12 eqid { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } = { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 }
13 1 2 12 dlwwlknondlwlknonen ( ( 𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ) → 𝐶 ≈ { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } )
14 7 9 11 13 syl3anc ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → 𝐶 ≈ { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } )
15 4 anim2i ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) → ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 ∈ USGraph ) )
16 15 ancomd ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) → ( 𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ) )
17 1 isfusgr ( 𝐺 ∈ FinUSGraph ↔ ( 𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ) )
18 16 17 sylibr ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) → 𝐺 ∈ FinUSGraph )
19 eluzge3nn ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) → 𝑁 ∈ ℕ )
20 19 nnnn0d ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) → 𝑁 ∈ ℕ0 )
21 20 adantl ( ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) → 𝑁 ∈ ℕ0 )
22 wlksnfi ( ( 𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ ℕ0 ) → { 𝑤 ∈ ( Walks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = 𝑁 } ∈ Fin )
23 18 21 22 syl2an ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → { 𝑤 ∈ ( Walks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = 𝑁 } ∈ Fin )
24 clwlkswks ( ClWalks ‘ 𝐺 ) ⊆ ( Walks ‘ 𝐺 )
25 24 a1i ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( ClWalks ‘ 𝐺 ) ⊆ ( Walks ‘ 𝐺 ) )
26 simp21 ( ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) ∧ ( ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = 𝑁 ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ 0 ) = 𝑋 ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 ) ∧ 𝑤 ∈ ( ClWalks ‘ 𝐺 ) ) → ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = 𝑁 )
27 25 26 rabssrabd ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → { 𝑤 ∈ ( ClWalks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = 𝑁 ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ 0 ) = 𝑋 ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 ) } ⊆ { 𝑤 ∈ ( Walks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = 𝑁 } )
28 23 27 ssfid ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → { 𝑤 ∈ ( ClWalks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = 𝑁 ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ 0 ) = 𝑋 ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 ) } ∈ Fin )
29 2 28 eqeltrid ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → 𝐶 ∈ Fin )
30 1 clwwlknonfin ( 𝑉 ∈ Fin → ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∈ Fin )
31 30 ad2antrr ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∈ Fin )
32 ssrab2 { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } ⊆ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 )
33 32 a1i ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } ⊆ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) )
34 31 33 ssfid ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } ∈ Fin )
35 hashen ( ( 𝐶 ∈ Fin ∧ { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } ∈ Fin ) → ( ( ♯ ‘ 𝐶 ) = ( ♯ ‘ { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } ) ↔ 𝐶 ≈ { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } ) )
36 29 34 35 syl2anc ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( ( ♯ ‘ 𝐶 ) = ( ♯ ‘ { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } ) ↔ 𝐶 ≈ { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } ) )
37 14 36 mpbird ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( ♯ ‘ 𝐶 ) = ( ♯ ‘ { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } ) )
38 eqidd ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( 𝑣𝑉 , 𝑛 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ↦ { 𝑤 ∈ ( 𝑣 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑛 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑛 − 2 ) ) = 𝑣 } ) = ( 𝑣𝑉 , 𝑛 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ↦ { 𝑤 ∈ ( 𝑣 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑛 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑛 − 2 ) ) = 𝑣 } ) )
39 oveq12 ( ( 𝑣 = 𝑋𝑛 = 𝑁 ) → ( 𝑣 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑛 ) = ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) )
40 fvoveq1 ( 𝑛 = 𝑁 → ( 𝑤 ‘ ( 𝑛 − 2 ) ) = ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) )
41 40 adantl ( ( 𝑣 = 𝑋𝑛 = 𝑁 ) → ( 𝑤 ‘ ( 𝑛 − 2 ) ) = ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) )
42 simpl ( ( 𝑣 = 𝑋𝑛 = 𝑁 ) → 𝑣 = 𝑋 )
43 41 42 eqeq12d ( ( 𝑣 = 𝑋𝑛 = 𝑁 ) → ( ( 𝑤 ‘ ( 𝑛 − 2 ) ) = 𝑣 ↔ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 ) )
44 39 43 rabeqbidv ( ( 𝑣 = 𝑋𝑛 = 𝑁 ) → { 𝑤 ∈ ( 𝑣 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑛 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑛 − 2 ) ) = 𝑣 } = { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } )
45 44 adantl ( ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) ∧ ( 𝑣 = 𝑋𝑛 = 𝑁 ) ) → { 𝑤 ∈ ( 𝑣 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑛 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑛 − 2 ) ) = 𝑣 } = { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } )
46 ovex ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∈ V
47 46 rabex { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } ∈ V
48 47 a1i ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } ∈ V )
49 38 45 9 11 48 ovmpod ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( 𝑋 ( 𝑣𝑉 , 𝑛 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ↦ { 𝑤 ∈ ( 𝑣 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑛 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑛 − 2 ) ) = 𝑣 } ) 𝑁 ) = { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } )
50 49 fveq2d ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( ♯ ‘ ( 𝑋 ( 𝑣𝑉 , 𝑛 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ↦ { 𝑤 ∈ ( 𝑣 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑛 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑛 − 2 ) ) = 𝑣 } ) 𝑁 ) ) = ( ♯ ‘ { 𝑤 ∈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑁 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑁 − 2 ) ) = 𝑋 } ) )
51 eqid ( 𝑣𝑉 , 𝑛 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ↦ { 𝑤 ∈ ( 𝑣 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑛 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑛 − 2 ) ) = 𝑣 } ) = ( 𝑣𝑉 , 𝑛 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ↦ { 𝑤 ∈ ( 𝑣 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑛 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑛 − 2 ) ) = 𝑣 } )
52 eqid ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) = ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) )
53 1 51 52 numclwwlk1 ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( ♯ ‘ ( 𝑋 ( 𝑣𝑉 , 𝑛 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ↦ { 𝑤 ∈ ( 𝑣 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑛 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑛 − 2 ) ) = 𝑣 } ) 𝑁 ) ) = ( 𝐾 · ( ♯ ‘ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) ) ) )
54 8 1 eleqtrdi ( ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) → 𝑋 ∈ ( Vtx ‘ 𝐺 ) )
55 54 adantl ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → 𝑋 ∈ ( Vtx ‘ 𝐺 ) )
56 uz3m2nn ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) → ( 𝑁 − 2 ) ∈ ℕ )
57 56 ad2antll ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( 𝑁 − 2 ) ∈ ℕ )
58 clwwlknonclwlknonen ( ( 𝐺 ∈ USPGraph ∧ 𝑋 ∈ ( Vtx ‘ 𝐺 ) ∧ ( 𝑁 − 2 ) ∈ ℕ ) → { 𝑤 ∈ ( ClWalks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = ( 𝑁 − 2 ) ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ 0 ) = 𝑋 ) } ≈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) )
59 7 55 57 58 syl3anc ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → { 𝑤 ∈ ( ClWalks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = ( 𝑁 − 2 ) ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ 0 ) = 𝑋 ) } ≈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) )
60 3 59 eqbrtrid ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → 𝐹 ≈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) )
61 uznn0sub ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) → ( 𝑁 − 2 ) ∈ ℕ0 )
62 10 61 syl ( 𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) → ( 𝑁 − 2 ) ∈ ℕ0 )
63 62 adantl ( ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) → ( 𝑁 − 2 ) ∈ ℕ0 )
64 wlksnfi ( ( 𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ ( 𝑁 − 2 ) ∈ ℕ0 ) → { 𝑤 ∈ ( Walks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = ( 𝑁 − 2 ) } ∈ Fin )
65 18 63 64 syl2an ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → { 𝑤 ∈ ( Walks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = ( 𝑁 − 2 ) } ∈ Fin )
66 simp2l ( ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) ∧ ( ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = ( 𝑁 − 2 ) ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ 0 ) = 𝑋 ) ∧ 𝑤 ∈ ( ClWalks ‘ 𝐺 ) ) → ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = ( 𝑁 − 2 ) )
67 25 66 rabssrabd ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → { 𝑤 ∈ ( ClWalks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = ( 𝑁 − 2 ) ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ 0 ) = 𝑋 ) } ⊆ { 𝑤 ∈ ( Walks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = ( 𝑁 − 2 ) } )
68 65 67 ssfid ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → { 𝑤 ∈ ( ClWalks ‘ 𝐺 ) ∣ ( ( ♯ ‘ ( 1st𝑤 ) ) = ( 𝑁 − 2 ) ∧ ( ( 2nd𝑤 ) ‘ 0 ) = 𝑋 ) } ∈ Fin )
69 3 68 eqeltrid ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → 𝐹 ∈ Fin )
70 1 clwwlknonfin ( 𝑉 ∈ Fin → ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) ∈ Fin )
71 70 ad2antrr ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) ∈ Fin )
72 hashen ( ( 𝐹 ∈ Fin ∧ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) ∈ Fin ) → ( ( ♯ ‘ 𝐹 ) = ( ♯ ‘ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) ) ↔ 𝐹 ≈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) ) )
73 69 71 72 syl2anc ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( ( ♯ ‘ 𝐹 ) = ( ♯ ‘ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) ) ↔ 𝐹 ≈ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) ) )
74 60 73 mpbird ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( ♯ ‘ 𝐹 ) = ( ♯ ‘ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) ) )
75 74 eqcomd ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( ♯ ‘ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) ) = ( ♯ ‘ 𝐹 ) )
76 75 oveq2d ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( 𝐾 · ( ♯ ‘ ( 𝑋 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) ( 𝑁 − 2 ) ) ) ) = ( 𝐾 · ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) )
77 53 76 eqtrd ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( ♯ ‘ ( 𝑋 ( 𝑣𝑉 , 𝑛 ∈ ( ℤ ‘ 2 ) ↦ { 𝑤 ∈ ( 𝑣 ( ClWWalksNOn ‘ 𝐺 ) 𝑛 ) ∣ ( 𝑤 ‘ ( 𝑛 − 2 ) ) = 𝑣 } ) 𝑁 ) ) = ( 𝐾 · ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) )
78 37 50 77 3eqtr2d ( ( ( 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐺 RegUSGraph 𝐾 ) ∧ ( 𝑋𝑉𝑁 ∈ ( ℤ ‘ 3 ) ) ) → ( ♯ ‘ 𝐶 ) = ( 𝐾 · ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) )