MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  vtxdgoddnumeven Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem vtxdgoddnumeven 26684
Description: The number of vertices of odd degree is even in a finite pseudograph of finite size. Proposition 1.2.1 in [Diestel] p. 5. See also remark about equation (2) in section I.1 in [Bollobas] p. 4. (Contributed by AV, 22-Dec-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
finsumvtxdgeven.v 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
finsumvtxdgeven.i 𝐼 = (iEdg‘𝐺)
finsumvtxdgeven.d 𝐷 = (VtxDeg‘𝐺)
Assertion
Ref Expression
vtxdgoddnumeven ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → 2 ∥ (♯‘{𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)}))
Distinct variable groups:   𝑣,𝐺   𝑣,𝑉   𝑣,𝐷   𝑣,𝐼

Proof of Theorem vtxdgoddnumeven
Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 finsumvtxdgeven.v . . 3 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2 finsumvtxdgeven.i . . 3 𝐼 = (iEdg‘𝐺)
3 finsumvtxdgeven.d . . 3 𝐷 = (VtxDeg‘𝐺)
41, 2, 3finsumvtxdgeven 26683 . 2 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → 2 ∥ Σ𝑤𝑉 (𝐷𝑤))
5 incom 3956 . . . . . . 7 ({𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} ∩ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) = ({𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} ∩ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)})
6 rabnc 4106 . . . . . . 7 ({𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} ∩ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) = ∅
75, 6eqtri 2793 . . . . . 6 ({𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} ∩ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) = ∅
87a1i 11 . . . . 5 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → ({𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} ∩ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) = ∅)
9 rabxm 4105 . . . . . . 7 𝑉 = ({𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} ∪ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)})
109equncomi 3910 . . . . . 6 𝑉 = ({𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} ∪ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)})
1110a1i 11 . . . . 5 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → 𝑉 = ({𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} ∪ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)}))
12 simp2 1131 . . . . 5 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → 𝑉 ∈ Fin)
133fveq1i 6333 . . . . . 6 (𝐷𝑤) = ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑤)
14 dmfi 8400 . . . . . . . . 9 (𝐼 ∈ Fin → dom 𝐼 ∈ Fin)
15143ad2ant3 1129 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → dom 𝐼 ∈ Fin)
16 eqid 2771 . . . . . . . . 9 dom 𝐼 = dom 𝐼
171, 2, 16vtxdgfisnn0 26606 . . . . . . . 8 ((dom 𝐼 ∈ Fin ∧ 𝑤𝑉) → ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑤) ∈ ℕ0)
1815, 17sylan 569 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ 𝑤𝑉) → ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑤) ∈ ℕ0)
1918nn0cnd 11555 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ 𝑤𝑉) → ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑤) ∈ ℂ)
2013, 19syl5eqel 2854 . . . . 5 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ 𝑤𝑉) → (𝐷𝑤) ∈ ℂ)
218, 11, 12, 20fsumsplit 14679 . . . 4 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → Σ𝑤𝑉 (𝐷𝑤) = (Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤) + Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤)))
2221breq2d 4798 . . 3 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → (2 ∥ Σ𝑤𝑉 (𝐷𝑤) ↔ 2 ∥ (Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤) + Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤))))
23 rabfi 8341 . . . . . . . . 9 (𝑉 ∈ Fin → {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} ∈ Fin)
24233ad2ant2 1128 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} ∈ Fin)
25 elrabi 3510 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} → 𝑤𝑉)
2615, 25, 17syl2an 583 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ 𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) → ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑤) ∈ ℕ0)
2726nn0zd 11682 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ 𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) → ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑤) ∈ ℤ)
2813, 27syl5eqel 2854 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ 𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) → (𝐷𝑤) ∈ ℤ)
2924, 28fsumzcl 14674 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤) ∈ ℤ)
3029adantr 466 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ ¬ 2 ∥ (♯‘{𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)})) → Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤) ∈ ℤ)
31 fveq2 6332 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑣 = 𝑤 → (𝐷𝑣) = (𝐷𝑤))
3231breq2d 4798 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑣 = 𝑤 → (2 ∥ (𝐷𝑣) ↔ 2 ∥ (𝐷𝑤)))
3332notbid 307 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = 𝑤 → (¬ 2 ∥ (𝐷𝑣) ↔ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑤)))
3433elrab 3515 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} ↔ (𝑤𝑉 ∧ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑤)))
3534simprbi 484 . . . . . . . . . 10 (𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} → ¬ 2 ∥ (𝐷𝑤))
3635adantl 467 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ 𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) → ¬ 2 ∥ (𝐷𝑤))
3724, 28, 36sumodd 15319 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → (2 ∥ (♯‘{𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) ↔ 2 ∥ Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤)))
3837notbid 307 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → (¬ 2 ∥ (♯‘{𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) ↔ ¬ 2 ∥ Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤)))
3938biimpa 462 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ ¬ 2 ∥ (♯‘{𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)})) → ¬ 2 ∥ Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤))
40 rabfi 8341 . . . . . . . . 9 (𝑉 ∈ Fin → {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} ∈ Fin)
41403ad2ant2 1128 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} ∈ Fin)
42 elrabi 3510 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} → 𝑤𝑉)
4315, 42, 17syl2an 583 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ 𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) → ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑤) ∈ ℕ0)
4443nn0zd 11682 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ 𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) → ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑤) ∈ ℤ)
4513, 44syl5eqel 2854 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ 𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) → (𝐷𝑤) ∈ ℤ)
4641, 45fsumzcl 14674 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤) ∈ ℤ)
4746adantr 466 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ ¬ 2 ∥ (♯‘{𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)})) → Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤) ∈ ℤ)
4832elrab 3515 . . . . . . . . . 10 (𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} ↔ (𝑤𝑉 ∧ 2 ∥ (𝐷𝑤)))
4948simprbi 484 . . . . . . . . 9 (𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} → 2 ∥ (𝐷𝑤))
5049adantl 467 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ 𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) → 2 ∥ (𝐷𝑤))
5141, 45, 50sumeven 15318 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → 2 ∥ Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤))
5251adantr 466 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ ¬ 2 ∥ (♯‘{𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)})) → 2 ∥ Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤))
53 opeo 15297 . . . . . 6 (((Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤) ∈ ℤ ∧ ¬ 2 ∥ Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤)) ∧ (Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤) ∈ ℤ ∧ 2 ∥ Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤))) → ¬ 2 ∥ (Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤) + Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤)))
5430, 39, 47, 52, 53syl22anc 1477 . . . . 5 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) ∧ ¬ 2 ∥ (♯‘{𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)})) → ¬ 2 ∥ (Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤) + Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤)))
5554ex 397 . . . 4 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → (¬ 2 ∥ (♯‘{𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)}) → ¬ 2 ∥ (Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤) + Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤))))
5655con4d 115 . . 3 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → (2 ∥ (Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤) + Σ𝑤 ∈ {𝑣𝑉 ∣ 2 ∥ (𝐷𝑣)} (𝐷𝑤)) → 2 ∥ (♯‘{𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)})))
5722, 56sylbid 230 . 2 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → (2 ∥ Σ𝑤𝑉 (𝐷𝑤) → 2 ∥ (♯‘{𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)})))
584, 57mpd 15 1 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝐼 ∈ Fin) → 2 ∥ (♯‘{𝑣𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ (𝐷𝑣)}))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 382  w3a 1071   = wceq 1631  wcel 2145  {crab 3065  cun 3721  cin 3722  c0 4063   class class class wbr 4786  dom cdm 5249  cfv 6031  (class class class)co 6793  Fincfn 8109  cc 10136   + caddc 10141  2c2 11272  0cn0 11494  cz 11579  chash 13321  Σcsu 14624  cdvds 15189  Vtxcvtx 26095  iEdgciedg 26096  UPGraphcupgr 26196  VtxDegcvtxdg 26596
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-rep 4904  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pow 4974  ax-pr 5034  ax-un 7096  ax-inf2 8702  ax-cnex 10194  ax-resscn 10195  ax-1cn 10196  ax-icn 10197  ax-addcl 10198  ax-addrcl 10199  ax-mulcl 10200  ax-mulrcl 10201  ax-mulcom 10202  ax-addass 10203  ax-mulass 10204  ax-distr 10205  ax-i2m1 10206  ax-1ne0 10207  ax-1rid 10208  ax-rnegex 10209  ax-rrecex 10210  ax-cnre 10211  ax-pre-lttri 10212  ax-pre-lttrn 10213  ax-pre-ltadd 10214  ax-pre-mulgt0 10215  ax-pre-sup 10216
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-fal 1637  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4226  df-pw 4299  df-sn 4317  df-pr 4319  df-tp 4321  df-op 4323  df-uni 4575  df-int 4612  df-iun 4656  df-disj 4755  df-br 4787  df-opab 4847  df-mpt 4864  df-tr 4887  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-se 5209  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-isom 6040  df-riota 6754  df-ov 6796  df-oprab 6797  df-mpt2 6798  df-om 7213  df-1st 7315  df-2nd 7316  df-wrecs 7559  df-recs 7621  df-rdg 7659  df-1o 7713  df-2o 7714  df-oadd 7717  df-er 7896  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-fin 8113  df-sup 8504  df-oi 8571  df-card 8965  df-cda 9192  df-pnf 10278  df-mnf 10279  df-xr 10280  df-ltxr 10281  df-le 10282  df-sub 10470  df-neg 10471  df-div 10887  df-nn 11223  df-2 11281  df-3 11282  df-n0 11495  df-xnn0 11566  df-z 11580  df-uz 11889  df-rp 12036  df-xadd 12152  df-fz 12534  df-fzo 12674  df-seq 13009  df-exp 13068  df-hash 13322  df-cj 14047  df-re 14048  df-im 14049  df-sqrt 14183  df-abs 14184  df-clim 14427  df-sum 14625  df-dvds 15190  df-vtx 26097  df-iedg 26098  df-edg 26161  df-uhgr 26174  df-upgr 26198  df-vtxdg 26597
This theorem is referenced by:  fusgrvtxdgonume  26685
  Copyright terms: Public domain W3C validator