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Theorem 3cyclfrgrarn1 30745
Description: Every vertex in a friendship graph ( with more than 1 vertex) is part of a 3-cycle. (Contributed by Alexander van der Vekens, 16-Nov-2017.)
Assertion
Ref Expression
3cyclfrgrarn1  |-  ( ( V FriendGrph  E  /\  ( A  e.  V  /\  C  e.  V )  /\  A  =/=  C
)  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  {
b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) )
Distinct variable groups:    b, c, A    E, c, b    V, c, b
Allowed substitution hints:    C( b, c)

Proof of Theorem 3cyclfrgrarn1
Dummy variables  a  x  z  u  v 
y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 2pthfrgrarn2 30743 . . 3  |-  ( V FriendGrph  E  ->  A. a  e.  V  A. z  e.  ( V  \  { a } ) E. x  e.  V  ( ( { a ,  x }  e.  ran  E  /\  {
x ,  z }  e.  ran  E )  /\  ( a  =/=  x  /\  x  =/=  z ) ) )
2 necom 2717 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A  =/=  C  <->  C  =/=  A )
3 eldifsn 4101 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( C  e.  ( V  \  { A } )  <->  ( C  e.  V  /\  C  =/= 
A ) )
43simplbi2com 627 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( C  =/=  A  ->  ( C  e.  V  ->  C  e.  ( V  \  { A } ) ) )
52, 4sylbi 195 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A  =/=  C  ->  ( C  e.  V  ->  C  e.  ( V  \  { A } ) ) )
65com12 31 . . . . . . . . . 10  |-  ( C  e.  V  ->  ( A  =/=  C  ->  C  e.  ( V  \  { A } ) ) )
76adantl 466 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V )  ->  ( A  =/=  C  ->  C  e.  ( V 
\  { A }
) ) )
87imp 429 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V
)  /\  A  =/=  C )  ->  C  e.  ( V  \  { A } ) )
9 sneq 3988 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( a  =  A  ->  { a }  =  { A } )
109difeq2d 3575 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( a  =  A  ->  ( V  \  { a } )  =  ( V 
\  { A }
) )
11 preq1 4055 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( a  =  A  ->  { a ,  x }  =  { A ,  x }
)
1211eleq1d 2520 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( a  =  A  ->  ( { a ,  x }  e.  ran  E  <->  { A ,  x }  e.  ran  E ) )
1312anbi1d 704 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( a  =  A  ->  (
( { a ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  <->  ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E ) ) )
14 neeq1 2729 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( a  =  A  ->  (
a  =/=  x  <->  A  =/=  x ) )
1514anbi1d 704 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( a  =  A  ->  (
( a  =/=  x  /\  x  =/=  z
)  <->  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  z ) ) )
1613, 15anbi12d 710 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( a  =  A  ->  (
( ( { a ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  /\  (
a  =/=  x  /\  x  =/=  z ) )  <-> 
( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  z ) ) ) )
1716rexbidv 2855 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( a  =  A  ->  ( E. x  e.  V  ( ( { a ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  /\  (
a  =/=  x  /\  x  =/=  z ) )  <->  E. x  e.  V  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  z ) ) ) )
1810, 17raleqbidv 3030 . . . . . . . . . . 11  |-  ( a  =  A  ->  ( A. z  e.  ( V  \  { a } ) E. x  e.  V  ( ( { a ,  x }  e.  ran  E  /\  {
x ,  z }  e.  ran  E )  /\  ( a  =/=  x  /\  x  =/=  z ) )  <->  A. z  e.  ( V  \  { A } ) E. x  e.  V  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  {
x ,  z }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  z ) ) ) )
1918rspcv 3168 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  e.  V  ->  ( A. a  e.  V  A. z  e.  ( V  \  { a } ) E. x  e.  V  ( ( { a ,  x }  e.  ran  E  /\  {
x ,  z }  e.  ran  E )  /\  ( a  =/=  x  /\  x  =/=  z ) )  ->  A. z  e.  ( V  \  { A }
) E. x  e.  V  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  {
x ,  z }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  z ) ) ) )
2019adantr 465 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V )  ->  ( A. a  e.  V  A. z  e.  ( V  \  {
a } ) E. x  e.  V  ( ( { a ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  /\  ( a  =/=  x  /\  x  =/=  z ) )  ->  A. z  e.  ( V  \  { A }
) E. x  e.  V  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  {
x ,  z }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  z ) ) ) )
2120adantr 465 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V
)  /\  A  =/=  C )  ->  ( A. a  e.  V  A. z  e.  ( V  \  { a } ) E. x  e.  V  ( ( { a ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  /\  (
a  =/=  x  /\  x  =/=  z ) )  ->  A. z  e.  ( V  \  { A } ) E. x  e.  V  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  {
x ,  z }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  z ) ) ) )
22 preq2 4056 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  =  C  ->  { x ,  z }  =  { x ,  C } )
2322eleq1d 2520 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  =  C  ->  ( { x ,  z }  e.  ran  E  <->  { x ,  C }  e.  ran  E ) )
2423anbi2d 703 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  C  ->  (
( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  <->  ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E ) ) )
25 neeq2 2731 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  =  C  ->  (
x  =/=  z  <->  x  =/=  C ) )
2625anbi2d 703 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  C  ->  (
( A  =/=  x  /\  x  =/=  z
)  <->  ( A  =/=  x  /\  x  =/= 
C ) ) )
2724, 26anbi12d 710 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  C  ->  (
( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  z ) )  <->  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  {
x ,  C }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C
) ) ) )
2827rexbidv 2855 . . . . . . . . 9  |-  ( z  =  C  ->  ( E. x  e.  V  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  z ) )  <->  E. x  e.  V  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  {
x ,  C }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C
) ) ) )
2928rspcv 3168 . . . . . . . 8  |-  ( C  e.  ( V  \  { A } )  -> 
( A. z  e.  ( V  \  { A } ) E. x  e.  V  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  {
x ,  z }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  z ) )  ->  E. x  e.  V  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C ) ) ) )
308, 21, 29sylsyld 56 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V
)  /\  A  =/=  C )  ->  ( A. a  e.  V  A. z  e.  ( V  \  { a } ) E. x  e.  V  ( ( { a ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  /\  (
a  =/=  x  /\  x  =/=  z ) )  ->  E. x  e.  V  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C ) ) ) )
31 2pthfrgrarn 30742 . . . . . . . . . 10  |-  ( V FriendGrph  E  ->  A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  { u }
) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E ) )
32 necom 2717 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( A  =/=  x  <->  x  =/=  A )
33 eldifsn 4101 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( x  e.  ( V  \  { A } )  <->  ( x  e.  V  /\  x  =/=  A ) )
3433simplbi2com 627 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( x  =/=  A  ->  (
x  e.  V  ->  x  e.  ( V  \  { A } ) ) )
3532, 34sylbi 195 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( A  =/=  x  ->  (
x  e.  V  ->  x  e.  ( V  \  { A } ) ) )
3635adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( A  =/=  x  /\  A  e.  V )  ->  ( x  e.  V  ->  x  e.  ( V 
\  { A }
) ) )
3736imp 429 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( A  =/=  x  /\  A  e.  V
)  /\  x  e.  V )  ->  x  e.  ( V  \  { A } ) )
38 sneq 3988 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( u  =  A  ->  { u }  =  { A } )
3938difeq2d 3575 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( u  =  A  ->  ( V  \  { u }
)  =  ( V 
\  { A }
) )
40 preq1 4055 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( u  =  A  ->  { u ,  y }  =  { A ,  y } )
4140eleq1d 2520 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( u  =  A  ->  ( { u ,  y }  e.  ran  E  <->  { A ,  y }  e.  ran  E ) )
4241anbi1d 704 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( u  =  A  ->  (
( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E )  <->  ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E ) ) )
4342rexbidv 2855 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( u  =  A  ->  ( E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E
)  <->  E. y  e.  V  ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E
) ) )
4439, 43raleqbidv 3030 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( u  =  A  ->  ( A. v  e.  ( V  \  { u }
) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E )  <->  A. v  e.  ( V  \  { A } ) E. y  e.  V  ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  {
y ,  v }  e.  ran  E ) ) )
4544rspcv 3168 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( A  e.  V  ->  ( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  { u }
) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E )  ->  A. v  e.  ( V  \  { A } ) E. y  e.  V  ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  {
y ,  v }  e.  ran  E ) ) )
4645adantl 466 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( A  =/=  x  /\  A  e.  V )  ->  ( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  {
u } ) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E
)  ->  A. v  e.  ( V  \  { A } ) E. y  e.  V  ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  {
y ,  v }  e.  ran  E ) ) )
4746adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( A  =/=  x  /\  A  e.  V
)  /\  x  e.  V )  ->  ( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  { u }
) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E )  ->  A. v  e.  ( V  \  { A } ) E. y  e.  V  ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  {
y ,  v }  e.  ran  E ) ) )
48 preq2 4056 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( v  =  x  ->  { y ,  v }  =  { y ,  x } )
4948eleq1d 2520 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( v  =  x  ->  ( { y ,  v }  e.  ran  E  <->  { y ,  x }  e.  ran  E ) )
5049anbi2d 703 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( v  =  x  ->  (
( { A , 
y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E )  <->  ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  x }  e.  ran  E ) ) )
5150rexbidv 2855 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( v  =  x  ->  ( E. y  e.  V  ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E
)  <->  E. y  e.  V  ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  x }  e.  ran  E ) ) )
5251rspcv 3168 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( x  e.  ( V  \  { A } )  -> 
( A. v  e.  ( V  \  { A } ) E. y  e.  V  ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  {
y ,  v }  e.  ran  E )  ->  E. y  e.  V  ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  x }  e.  ran  E ) ) )
5337, 47, 52sylsyld 56 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( A  =/=  x  /\  A  e.  V
)  /\  x  e.  V )  ->  ( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  { u }
) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E )  ->  E. y  e.  V  ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  {
y ,  x }  e.  ran  E ) ) )
54 prcom 4054 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  { A ,  y }  =  { y ,  A }
5554eleq1i 2528 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( { A ,  y }  e.  ran  E  <->  { y ,  A }  e.  ran  E )
56 prcom 4054 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  { y ,  x }  =  { x ,  y }
5756eleq1i 2528 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( { y ,  x }  e.  ran  E  <->  { x ,  y }  e.  ran  E )
5855, 57anbi12ci 698 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  x }  e.  ran  E )  <-> 
( { x ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  A }  e.  ran  E ) )
59 preq2 4056 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( b  =  x  ->  { A ,  b }  =  { A ,  x }
)
6059eleq1d 2520 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( b  =  x  ->  ( { A ,  b }  e.  ran  E  <->  { A ,  x }  e.  ran  E ) )
61 preq1 4055 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( b  =  x  ->  { b ,  c }  =  { x ,  c } )
6261eleq1d 2520 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( b  =  x  ->  ( { b ,  c }  e.  ran  E  <->  { x ,  c }  e.  ran  E ) )
63 biidd 237 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( b  =  x  ->  ( { c ,  A }  e.  ran  E  <->  { c ,  A }  e.  ran  E ) )
6460, 62, 633anbi123d 1290 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( b  =  x  ->  (
( { A , 
b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E )  <->  ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) )
65 biidd 237 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( c  =  y  ->  ( { A ,  x }  e.  ran  E  <->  { A ,  x }  e.  ran  E ) )
66 preq2 4056 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( c  =  y  ->  { x ,  c }  =  { x ,  y } )
6766eleq1d 2520 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( c  =  y  ->  ( { x ,  c }  e.  ran  E  <->  { x ,  y }  e.  ran  E ) )
68 preq1 4055 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( c  =  y  ->  { c ,  A }  =  { y ,  A } )
6968eleq1d 2520 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( c  =  y  ->  ( { c ,  A }  e.  ran  E  <->  { y ,  A }  e.  ran  E ) )
7065, 67, 693anbi123d 1290 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( c  =  y  ->  (
( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E )  <->  ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  A }  e.  ran  E ) ) )
7164, 70rspc2ev 3181 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  A }  e.  ran  E ) )  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) )
72713expa 1188 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( ( x  e.  V  /\  y  e.  V
)  /\  ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  {
x ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  A }  e.  ran  E ) )  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) )
7372expcom 435 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  A }  e.  ran  E )  -> 
( ( x  e.  V  /\  y  e.  V )  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  {
b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) )
74733expib 1191 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( { A ,  x }  e.  ran  E  ->  (
( { x ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  A }  e.  ran  E )  ->  ( (
x  e.  V  /\  y  e.  V )  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) )
7558, 74syl5bi 217 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( { A ,  x }  e.  ran  E  ->  (
( { A , 
y }  e.  ran  E  /\  { y ,  x }  e.  ran  E )  ->  ( (
x  e.  V  /\  y  e.  V )  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) )
7675adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  -> 
( ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  x }  e.  ran  E )  ->  (
( x  e.  V  /\  y  e.  V
)  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  {
b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) )
7776com13 80 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( x  e.  V  /\  y  e.  V )  ->  ( ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  x }  e.  ran  E )  ->  (
( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  {
b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) )
7877rexlimdva 2940 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( x  e.  V  ->  ( E. y  e.  V  ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  x }  e.  ran  E )  ->  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  {
x ,  C }  e.  ran  E )  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) )
7978com13 80 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  -> 
( E. y  e.  V  ( { A ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  x }  e.  ran  E )  ->  (
x  e.  V  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) )
8053, 79syl9 71 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( A  =/=  x  /\  A  e.  V
)  /\  x  e.  V )  ->  (
( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  ->  ( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  { u } ) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E
)  ->  ( x  e.  V  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  {
b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) )
8180exp31 604 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( A  =/=  x  ->  ( A  e.  V  ->  ( x  e.  V  -> 
( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  ->  ( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  { u } ) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E
)  ->  ( x  e.  V  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  {
b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) ) ) )
8281com24 87 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( A  =/=  x  ->  (
( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  ->  ( x  e.  V  ->  ( A  e.  V  ->  ( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  { u }
) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E )  ->  (
x  e.  V  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) ) ) )
8382adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C )  -> 
( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  ->  ( x  e.  V  ->  ( A  e.  V  ->  ( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  { u }
) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E )  ->  (
x  e.  V  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) ) ) )
8483impcom 430 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C ) )  -> 
( x  e.  V  ->  ( A  e.  V  ->  ( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  {
u } ) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E
)  ->  ( x  e.  V  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  {
b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) ) )
8584com15 93 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  e.  V  ->  (
x  e.  V  -> 
( A  e.  V  ->  ( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  {
u } ) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E
)  ->  ( (
( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C ) )  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) ) )
8685pm2.43i 47 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( x  e.  V  ->  ( A  e.  V  ->  ( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  { u }
) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E )  ->  (
( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C ) )  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) )
8786com12 31 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( A  e.  V  ->  (
x  e.  V  -> 
( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  {
u } ) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E
)  ->  ( (
( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C ) )  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) )
8887adantr 465 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V )  ->  ( x  e.  V  ->  ( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  {
u } ) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E
)  ->  ( (
( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C ) )  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) )
8988adantr 465 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V
)  /\  A  =/=  C )  ->  ( x  e.  V  ->  ( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  { u } ) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E
)  ->  ( (
( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C ) )  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) )
9089com4t 85 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. u  e.  V  A. v  e.  ( V  \  { u } ) E. y  e.  V  ( { u ,  y }  e.  ran  E  /\  { y ,  v }  e.  ran  E
)  ->  ( (
( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C ) )  -> 
( ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V )  /\  A  =/=  C )  ->  (
x  e.  V  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) )
9131, 90syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( V FriendGrph  E  ->  ( ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C
) )  ->  (
( ( A  e.  V  /\  C  e.  V )  /\  A  =/=  C )  ->  (
x  e.  V  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) )
9291com14 88 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  V  ->  (
( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C ) )  -> 
( ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V )  /\  A  =/=  C )  ->  ( V FriendGrph  E  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  {
b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) )
9392rexlimiv 2934 . . . . . . 7  |-  ( E. x  e.  V  ( ( { A ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  C }  e.  ran  E )  /\  ( A  =/=  x  /\  x  =/=  C ) )  -> 
( ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V )  /\  A  =/=  C )  ->  ( V FriendGrph  E  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  {
b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) )
9430, 93syl6 33 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V
)  /\  A  =/=  C )  ->  ( A. a  e.  V  A. z  e.  ( V  \  { a } ) E. x  e.  V  ( ( { a ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  /\  (
a  =/=  x  /\  x  =/=  z ) )  ->  ( ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V )  /\  A  =/=  C
)  ->  ( V FriendGrph  E  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) )
9594pm2.43a 49 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V
)  /\  A  =/=  C )  ->  ( A. a  e.  V  A. z  e.  ( V  \  { a } ) E. x  e.  V  ( ( { a ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  /\  (
a  =/=  x  /\  x  =/=  z ) )  ->  ( V FriendGrph  E  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) )
9695ex 434 . . . 4  |-  ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V )  ->  ( A  =/=  C  ->  ( A. a  e.  V  A. z  e.  ( V  \  {
a } ) E. x  e.  V  ( ( { a ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  /\  ( a  =/=  x  /\  x  =/=  z ) )  -> 
( V FriendGrph  E  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  {
b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) )
9796com4t 85 . . 3  |-  ( A. a  e.  V  A. z  e.  ( V  \  { a } ) E. x  e.  V  ( ( { a ,  x }  e.  ran  E  /\  { x ,  z }  e.  ran  E )  /\  (
a  =/=  x  /\  x  =/=  z ) )  ->  ( V FriendGrph  E  -> 
( ( A  e.  V  /\  C  e.  V )  ->  ( A  =/=  C  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  {
b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) ) )
981, 97mpcom 36 . 2  |-  ( V FriendGrph  E  ->  ( ( A  e.  V  /\  C  e.  V )  ->  ( A  =/=  C  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  {
b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) ) ) )
99983imp 1182 1  |-  ( ( V FriendGrph  E  /\  ( A  e.  V  /\  C  e.  V )  /\  A  =/=  C
)  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { A ,  b }  e.  ran  E  /\  {
b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  A }  e.  ran  E ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 369    /\ w3a 965    = wceq 1370    e. wcel 1758    =/= wne 2644   A.wral 2795   E.wrex 2796    \ cdif 3426   {csn 3978   {cpr 3980   class class class wbr 4393   ran crn 4942   FriendGrph cfrgra 30721
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1592  ax-4 1603  ax-5 1671  ax-6 1710  ax-7 1730  ax-8 1760  ax-9 1762  ax-10 1777  ax-11 1782  ax-12 1794  ax-13 1952  ax-ext 2430  ax-rep 4504  ax-sep 4514  ax-nul 4522  ax-pow 4571  ax-pr 4632  ax-un 6475  ax-cnex 9442  ax-resscn 9443  ax-1cn 9444  ax-icn 9445  ax-addcl 9446  ax-addrcl 9447  ax-mulcl 9448  ax-mulrcl 9449  ax-mulcom 9450  ax-addass 9451  ax-mulass 9452  ax-distr 9453  ax-i2m1 9454  ax-1ne0 9455  ax-1rid 9456  ax-rnegex 9457  ax-rrecex 9458  ax-cnre 9459  ax-pre-lttri 9460  ax-pre-lttrn 9461  ax-pre-ltadd 9462  ax-pre-mulgt0 9463
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1373  df-ex 1588  df-nf 1591  df-sb 1703  df-eu 2264  df-mo 2265  df-clab 2437  df-cleq 2443  df-clel 2446  df-nfc 2601  df-ne 2646  df-nel 2647  df-ral 2800  df-rex 2801  df-reu 2802  df-rmo 2803  df-rab 2804  df-v 3073  df-sbc 3288  df-csb 3390  df-dif 3432  df-un 3434  df-in 3436  df-ss 3443  df-pss 3445  df-nul 3739  df-if 3893  df-pw 3963  df-sn 3979  df-pr 3981  df-tp 3983  df-op 3985  df-uni 4193  df-int 4230  df-iun 4274  df-br 4394  df-opab 4452  df-mpt 4453  df-tr 4487  df-eprel 4733  df-id 4737  df-po 4742  df-so 4743  df-fr 4780  df-we 4782  df-ord 4823  df-on 4824  df-lim 4825  df-suc 4826  df-xp 4947  df-rel 4948  df-cnv 4949  df-co 4950  df-dm 4951  df-rn 4952  df-res 4953  df-ima 4954  df-iota 5482  df-fun 5521  df-fn 5522  df-f 5523  df-f1 5524  df-fo 5525  df-f1o 5526  df-fv 5527  df-riota 6154  df-ov 6196  df-oprab 6197  df-mpt2 6198  df-om 6580  df-1st 6680  df-2nd 6681  df-recs 6935  df-rdg 6969  df-1o 7023  df-oadd 7027  df-er 7204  df-en 7414  df-dom 7415  df-sdom 7416  df-fin 7417  df-card 8213  df-cda 8441  df-pnf 9524  df-mnf 9525  df-xr 9526  df-ltxr 9527  df-le 9528  df-sub 9701  df-neg 9702  df-nn 10427  df-2 10484  df-n0 10684  df-z 10751  df-uz 10966  df-fz 11548  df-hash 12214  df-usgra 23411  df-frgra 30722
This theorem is referenced by:  3cyclfrgrarn  30746
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