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Theorem clwwlkinwwlk

Description: If the initial vertex of a walk occurs another time in the walk, the walk starts with a closed walk. Since the walk is expressed as a word over vertices, the closed walk can be expressed as a subword of this word. (Contributed by Alexander van der Vekens, 15-Sep-2018) (Revised by AV, 23-Jan-2022) (Revised by AV, 30-Oct-2022)

Ref Expression
Assertion clwwlkinwwlk ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ∈ M WWalksN G ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → W prefix N ∈ N ClWWalksN G

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eqid ⊢ Vtx ⁡ G = Vtx ⁡ G
2 eqid ⊢ Edg ⁡ G = Edg ⁡ G
3 1 2 wwlknp ⊢ W ∈ M WWalksN G → W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G
4 pfxcl ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G → W prefix N ∈ Word Vtx ⁡ G
5 4 adantr ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 → W prefix N ∈ Word Vtx ⁡ G
6 5 adantr ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → W prefix N ∈ Word Vtx ⁡ G
7 simpll ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → W ∈ Word Vtx ⁡ G
8 simprl ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ ℕ
9 eluz2 ⊢ M ∈ ℤ ≥ N ↔ N ∈ ℤ ∧ M ∈ ℤ ∧ N ≤ M
10 zre ⊢ N ∈ ℤ → N ∈ ℝ
11 zre ⊢ M ∈ ℤ → M ∈ ℝ
12 id ⊢ N ≤ M → N ≤ M
13 10 11 12 3anim123i ⊢ N ∈ ℤ ∧ M ∈ ℤ ∧ N ≤ M → N ∈ ℝ ∧ M ∈ ℝ ∧ N ≤ M
14 9 13 sylbi ⊢ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ ℝ ∧ M ∈ ℝ ∧ N ≤ M
15 letrp1 ⊢ N ∈ ℝ ∧ M ∈ ℝ ∧ N ≤ M → N ≤ M + 1
16 14 15 syl ⊢ M ∈ ℤ ≥ N → N ≤ M + 1
17 16 adantl ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ≤ M + 1
18 17 adantl ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ≤ M + 1
19 breq2 ⊢ W = M + 1 → N ≤ W ↔ N ≤ M + 1
20 19 ad2antlr ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ≤ W ↔ N ≤ M + 1
21 18 20 mpbird ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ≤ W
22 pfxn0 ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ N ≤ W → W prefix N ≠ ∅
23 7 8 21 22 syl3anc ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → W prefix N ≠ ∅
24 6 23 jca ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → W prefix N ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W prefix N ≠ ∅
25 24 3adantl3 ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → W prefix N ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W prefix N ≠ ∅
26 25 adantr ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → W prefix N ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W prefix N ≠ ∅
27 nnz ⊢ N ∈ ℕ → N ∈ ℤ
28 1nn0 ⊢ 1 ∈ ℕ 0
29 eluzmn ⊢ N ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℕ 0 → N ∈ ℤ ≥ N − 1
30 27 28 29 sylancl ⊢ N ∈ ℕ → N ∈ ℤ ≥ N − 1
31 uzss ⊢ N ∈ ℤ ≥ N − 1 → ℤ ≥ N ⊆ ℤ ≥ N − 1
32 30 31 syl ⊢ N ∈ ℕ → ℤ ≥ N ⊆ ℤ ≥ N − 1
33 32 sselda ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → M ∈ ℤ ≥ N − 1
34 fzoss2 ⊢ M ∈ ℤ ≥ N − 1 → 0 ..^ N − 1 ⊆ 0 ..^ M
35 33 34 syl ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → 0 ..^ N − 1 ⊆ 0 ..^ M
36 35 3ad2ant3 ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → 0 ..^ N − 1 ⊆ 0 ..^ M
37 ssralv ⊢ 0 ..^ N − 1 ⊆ 0 ..^ M → ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G → ∀ i ∈ 0 ..^ N − 1 W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G
38 36 37 syl ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G → ∀ i ∈ 0 ..^ N − 1 W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G
39 38 3exp ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G → W = M + 1 → N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G → ∀ i ∈ 0 ..^ N − 1 W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G
40 39 com34 ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G → W = M + 1 → ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G → N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → ∀ i ∈ 0 ..^ N − 1 W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G
41 40 3imp1 ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → ∀ i ∈ 0 ..^ N − 1 W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G
42 41 adantr ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → ∀ i ∈ 0 ..^ N − 1 W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G
43 nnnn0 ⊢ N ∈ ℕ → N ∈ ℕ 0
44 elnn0uz ⊢ N ∈ ℕ 0 ↔ N ∈ ℤ ≥ 0
45 43 44 sylib ⊢ N ∈ ℕ → N ∈ ℤ ≥ 0
46 eluzfz ⊢ N ∈ ℤ ≥ 0 ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ 0 … M
47 45 46 sylan ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ 0 … M
48 fzelp1 ⊢ N ∈ 0 … M → N ∈ 0 … M + 1
49 47 48 syl ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ 0 … M + 1
50 49 adantl ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ 0 … M + 1
51 oveq2 ⊢ W = M + 1 → 0 … W = 0 … M + 1
52 51 eleq2d ⊢ W = M + 1 → N ∈ 0 … W ↔ N ∈ 0 … M + 1
53 52 ad2antlr ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ 0 … W ↔ N ∈ 0 … M + 1
54 50 53 mpbird ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ 0 … W
55 pfxlen ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ N ∈ 0 … W → W prefix N = N
56 7 54 55 syl2anc ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → W prefix N = N
57 56 oveq1d ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → W prefix N − 1 = N − 1
58 57 oveq2d ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → 0 ..^ W prefix N − 1 = 0 ..^ N − 1
59 58 raleqdv ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → ∀ i ∈ 0 ..^ W prefix N − 1 W prefix N ⁡ i W prefix N ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ↔ ∀ i ∈ 0 ..^ N − 1 W prefix N ⁡ i W prefix N ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G
60 7 adantr ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ i ∈ 0 ..^ N − 1 → W ∈ Word Vtx ⁡ G
61 54 adantr ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ i ∈ 0 ..^ N − 1 → N ∈ 0 … W
62 30 ad2antrl ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ ℤ ≥ N − 1
63 fzoss2 ⊢ N ∈ ℤ ≥ N − 1 → 0 ..^ N − 1 ⊆ 0 ..^ N
64 62 63 syl ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → 0 ..^ N − 1 ⊆ 0 ..^ N
65 64 sselda ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ i ∈ 0 ..^ N − 1 → i ∈ 0 ..^ N
66 pfxfv ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ N ∈ 0 … W ∧ i ∈ 0 ..^ N → W prefix N ⁡ i = W ⁡ i
67 60 61 65 66 syl3anc ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ i ∈ 0 ..^ N − 1 → W prefix N ⁡ i = W ⁡ i
68 27 ad2antrl ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ ℤ
69 elfzom1elp1fzo ⊢ N ∈ ℤ ∧ i ∈ 0 ..^ N − 1 → i + 1 ∈ 0 ..^ N
70 68 69 sylan ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ i ∈ 0 ..^ N − 1 → i + 1 ∈ 0 ..^ N
71 pfxfv ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ N ∈ 0 … W ∧ i + 1 ∈ 0 ..^ N → W prefix N ⁡ i + 1 = W ⁡ i + 1
72 60 61 70 71 syl3anc ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ i ∈ 0 ..^ N − 1 → W prefix N ⁡ i + 1 = W ⁡ i + 1
73 67 72 preq12d ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ i ∈ 0 ..^ N − 1 → W prefix N ⁡ i W prefix N ⁡ i + 1 = W ⁡ i W ⁡ i + 1
74 73 eleq1d ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ i ∈ 0 ..^ N − 1 → W prefix N ⁡ i W prefix N ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ↔ W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G
75 74 ralbidva ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → ∀ i ∈ 0 ..^ N − 1 W prefix N ⁡ i W prefix N ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ↔ ∀ i ∈ 0 ..^ N − 1 W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G
76 59 75 bitrd ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → ∀ i ∈ 0 ..^ W prefix N − 1 W prefix N ⁡ i W prefix N ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ↔ ∀ i ∈ 0 ..^ N − 1 W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G
77 76 3adantl3 ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → ∀ i ∈ 0 ..^ W prefix N − 1 W prefix N ⁡ i W prefix N ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ↔ ∀ i ∈ 0 ..^ N − 1 W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G
78 77 adantr ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → ∀ i ∈ 0 ..^ W prefix N − 1 W prefix N ⁡ i W prefix N ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ↔ ∀ i ∈ 0 ..^ N − 1 W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G
79 42 78 mpbird ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → ∀ i ∈ 0 ..^ W prefix N − 1 W prefix N ⁡ i W prefix N ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G
80 elfz1uz ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ 1 … M
81 fzelp1 ⊢ N ∈ 1 … M → N ∈ 1 … M + 1
82 80 81 syl ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ 1 … M + 1
83 82 adantl ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ 1 … M + 1
84 oveq2 ⊢ W = M + 1 → 1 … W = 1 … M + 1
85 84 eleq2d ⊢ W = M + 1 → N ∈ 1 … W ↔ N ∈ 1 … M + 1
86 85 ad2antlr ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ 1 … W ↔ N ∈ 1 … M + 1
87 83 86 mpbird ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ 1 … W
88 pfxfvlsw ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ N ∈ 1 … W → lastS ⁡ W prefix N = W ⁡ N − 1
89 pfxfv0 ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ N ∈ 1 … W → W prefix N ⁡ 0 = W ⁡ 0
90 88 89 preq12d ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ N ∈ 1 … W → lastS ⁡ W prefix N W prefix N ⁡ 0 = W ⁡ N − 1 W ⁡ 0
91 7 87 90 syl2anc ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → lastS ⁡ W prefix N W prefix N ⁡ 0 = W ⁡ N − 1 W ⁡ 0
92 91 3adantl3 ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → lastS ⁡ W prefix N W prefix N ⁡ 0 = W ⁡ N − 1 W ⁡ 0
93 92 adantr ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → lastS ⁡ W prefix N W prefix N ⁡ 0 = W ⁡ N − 1 W ⁡ 0
94 fz1fzo0m1 ⊢ N ∈ 1 … M → N − 1 ∈ 0 ..^ M
95 80 94 syl ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N − 1 ∈ 0 ..^ M
96 95 3ad2ant3 ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N − 1 ∈ 0 ..^ M
97 simpr ⊢ N ∈ ℕ ∧ i = N − 1 → i = N − 1
98 97 fveq2d ⊢ N ∈ ℕ ∧ i = N − 1 → W ⁡ i = W ⁡ N − 1
99 oveq1 ⊢ i = N − 1 → i + 1 = N - 1 + 1
100 nncn ⊢ N ∈ ℕ → N ∈ ℂ
101 npcan1 ⊢ N ∈ ℂ → N - 1 + 1 = N
102 100 101 syl ⊢ N ∈ ℕ → N - 1 + 1 = N
103 99 102 sylan9eqr ⊢ N ∈ ℕ ∧ i = N − 1 → i + 1 = N
104 103 fveq2d ⊢ N ∈ ℕ ∧ i = N − 1 → W ⁡ i + 1 = W ⁡ N
105 98 104 preq12d ⊢ N ∈ ℕ ∧ i = N − 1 → W ⁡ i W ⁡ i + 1 = W ⁡ N − 1 W ⁡ N
106 105 eleq1d ⊢ N ∈ ℕ ∧ i = N − 1 → W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ↔ W ⁡ N − 1 W ⁡ N ∈ Edg ⁡ G
107 106 ex ⊢ N ∈ ℕ → i = N − 1 → W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ↔ W ⁡ N − 1 W ⁡ N ∈ Edg ⁡ G
108 107 adantr ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → i = N − 1 → W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ↔ W ⁡ N − 1 W ⁡ N ∈ Edg ⁡ G
109 108 3ad2ant3 ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → i = N − 1 → W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ↔ W ⁡ N − 1 W ⁡ N ∈ Edg ⁡ G
110 109 imp ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ i = N − 1 → W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ↔ W ⁡ N − 1 W ⁡ N ∈ Edg ⁡ G
111 96 110 rspcdv ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G → W ⁡ N − 1 W ⁡ N ∈ Edg ⁡ G
112 111 3exp ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G → W = M + 1 → N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G → W ⁡ N − 1 W ⁡ N ∈ Edg ⁡ G
113 112 com34 ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G → W = M + 1 → ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G → N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → W ⁡ N − 1 W ⁡ N ∈ Edg ⁡ G
114 113 3imp1 ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → W ⁡ N − 1 W ⁡ N ∈ Edg ⁡ G
115 114 adantr ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → W ⁡ N − 1 W ⁡ N ∈ Edg ⁡ G
116 preq2 ⊢ W ⁡ N = W ⁡ 0 → W ⁡ N − 1 W ⁡ N = W ⁡ N − 1 W ⁡ 0
117 116 eleq1d ⊢ W ⁡ N = W ⁡ 0 → W ⁡ N − 1 W ⁡ N ∈ Edg ⁡ G ↔ W ⁡ N − 1 W ⁡ 0 ∈ Edg ⁡ G
118 117 adantl ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → W ⁡ N − 1 W ⁡ N ∈ Edg ⁡ G ↔ W ⁡ N − 1 W ⁡ 0 ∈ Edg ⁡ G
119 115 118 mpbid ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → W ⁡ N − 1 W ⁡ 0 ∈ Edg ⁡ G
120 93 119 eqeltrd ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → lastS ⁡ W prefix N W prefix N ⁡ 0 ∈ Edg ⁡ G
121 26 79 120 3jca ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → W prefix N ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W prefix N ≠ ∅ ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ W prefix N − 1 W prefix N ⁡ i W prefix N ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ lastS ⁡ W prefix N W prefix N ⁡ 0 ∈ Edg ⁡ G
122 121 exp31 ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G → N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → W ⁡ N = W ⁡ 0 → W prefix N ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W prefix N ≠ ∅ ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ W prefix N − 1 W prefix N ⁡ i W prefix N ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ lastS ⁡ W prefix N W prefix N ⁡ 0 ∈ Edg ⁡ G
123 122 3imp21 ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → W prefix N ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W prefix N ≠ ∅ ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ W prefix N − 1 W prefix N ⁡ i W prefix N ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ lastS ⁡ W prefix N W prefix N ⁡ 0 ∈ Edg ⁡ G
124 1 2 isclwwlk ⊢ W prefix N ∈ ClWWalks ⁡ G ↔ W prefix N ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W prefix N ≠ ∅ ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ W prefix N − 1 W prefix N ⁡ i W prefix N ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ lastS ⁡ W prefix N W prefix N ⁡ 0 ∈ Edg ⁡ G
125 123 124 sylibr ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → W prefix N ∈ ClWWalks ⁡ G
126 47 adantl ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ 0 … M
127 126 48 syl ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ 0 … M + 1
128 127 53 mpbird ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → N ∈ 0 … W
129 7 128 jca ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ N ∈ 0 … W
130 129 ex ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 → N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ N ∈ 0 … W
131 130 3adant3 ⊢ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G → N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N → W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ N ∈ 0 … W
132 131 impcom ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G → W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ N ∈ 0 … W
133 132 3adant3 ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ N ∈ 0 … W
134 133 55 syl ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → W prefix N = N
135 isclwwlkn ⊢ W prefix N ∈ N ClWWalksN G ↔ W prefix N ∈ ClWWalks ⁡ G ∧ W prefix N = N
136 125 134 135 sylanbrc ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ∈ Word Vtx ⁡ G ∧ W = M + 1 ∧ ∀ i ∈ 0 ..^ M W ⁡ i W ⁡ i + 1 ∈ Edg ⁡ G ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → W prefix N ∈ N ClWWalksN G
137 3 136 syl3an2 ⊢ N ∈ ℕ ∧ M ∈ ℤ ≥ N ∧ W ∈ M WWalksN G ∧ W ⁡ N = W ⁡ 0 → W prefix N ∈ N ClWWalksN G