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Theorem cusgrarn 23512
Description: In a complete simple graph, the range of the edge function consists of all the pairs with different vertices. (Contributed by Alexander van der Vekens, 12-Jan-2018.)
Assertion
Ref Expression
cusgrarn  |-  ( V ComplUSGrph  E  ->  ran  E  =  { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } )
Distinct variable groups:    x, E    x, V

Proof of Theorem cusgrarn
Dummy variables  a 
b  k  l  e are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iscusgra0 23510 . 2  |-  ( V ComplUSGrph  E  ->  ( V USGrph  E  /\  A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E ) )
2 usgraf0 23421 . . 3  |-  ( V USGrph  E  ->  E : dom  E
-1-1-> { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } )
3 f1f 5707 . . . . . . 7  |-  ( E : dom  E -1-1-> {
x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  ->  E : dom  E --> { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } )
4 df-f 5523 . . . . . . . 8  |-  ( E : dom  E --> { x  e.  ~P V  |  (
# `  x )  =  2 }  <->  ( E  Fn  dom  E  /\  ran  E 
C_  { x  e. 
~P V  |  (
# `  x )  =  2 } ) )
5 ssel 3451 . . . . . . . . 9  |-  ( ran 
E  C_  { x  e.  ~P V  |  (
# `  x )  =  2 }  ->  ( e  e.  ran  E  ->  e  e.  { x  e.  ~P V  |  (
# `  x )  =  2 } ) )
65adantl 466 . . . . . . . 8  |-  ( ( E  Fn  dom  E  /\  ran  E  C_  { x  e.  ~P V  |  (
# `  x )  =  2 } )  ->  ( e  e. 
ran  E  ->  e  e. 
{ x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } ) )
74, 6sylbi 195 . . . . . . 7  |-  ( E : dom  E --> { x  e.  ~P V  |  (
# `  x )  =  2 }  ->  ( e  e.  ran  E  ->  e  e.  { x  e.  ~P V  |  (
# `  x )  =  2 } ) )
83, 7syl 16 . . . . . 6  |-  ( E : dom  E -1-1-> {
x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  ->  ( e  e. 
ran  E  ->  e  e. 
{ x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } ) )
98adantr 465 . . . . 5  |-  ( ( E : dom  E -1-1-> { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  /\  A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E )  ->  ( e  e. 
ran  E  ->  e  e. 
{ x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } ) )
10 fveq2 5792 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  e  ->  ( # `
 x )  =  ( # `  e
) )
1110eqeq1d 2453 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  e  ->  (
( # `  x )  =  2  <->  ( # `  e
)  =  2 ) )
1211elrab 3217 . . . . . . . 8  |-  ( e  e.  { x  e. 
~P V  |  (
# `  x )  =  2 }  <->  ( e  e.  ~P V  /\  ( # `
 e )  =  2 ) )
13 vex 3074 . . . . . . . . . . 11  |-  e  e. 
_V
14 hash2prde 12290 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( e  e.  _V  /\  ( # `  e )  =  2 )  ->  E. a E. b ( a  =/=  b  /\  e  =  { a ,  b } ) )
1513, 14mpan 670 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
# `  e )  =  2  ->  E. a E. b ( a  =/=  b  /\  e  =  { a ,  b } ) )
16 eleq1 2523 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( e  =  { a ,  b }  ->  (
e  e.  ~P V  <->  { a ,  b }  e.  ~P V ) )
17 prex 4635 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  { a ,  b }  e.  _V
1817elpw 3967 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( { a ,  b }  e.  ~P V  <->  { a ,  b }  C_  V )
19 vex 3074 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  a  e. 
_V
20 vex 3074 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  b  e. 
_V
2119, 20prss 4128 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( a  e.  V  /\  b  e.  V )  <->  { a ,  b } 
C_  V )
2218, 21bitr4i 252 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( { a ,  b }  e.  ~P V  <->  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )
23 simprl 755 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( e  =  { a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V
) )  ->  a  e.  V )
2423anim1i 568 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( e  =  {
a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )  /\  a  =/=  b )  -> 
( a  e.  V  /\  a  =/=  b
) )
25 eldifsn 4101 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( a  e.  ( V  \  { b } )  <-> 
( a  e.  V  /\  a  =/=  b
) )
2624, 25sylibr 212 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( e  =  {
a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )  /\  a  =/=  b )  -> 
a  e.  ( V 
\  { b } ) )
27 simplrr 760 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( e  =  {
a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )  /\  a  =/=  b )  -> 
b  e.  V )
28 sneq 3988 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( k  =  b  ->  { k }  =  { b } )
2928difeq2d 3575 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( k  =  b  ->  ( V  \  { k } )  =  ( V 
\  { b } ) )
30 preq2 4056 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( k  =  b  ->  { l ,  k }  =  { l ,  b } )
3130eleq1d 2520 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( k  =  b  ->  ( { l ,  k }  e.  ran  E  <->  { l ,  b }  e.  ran  E ) )
3229, 31raleqbidv 3030 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( k  =  b  ->  ( A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  <->  A. l  e.  ( V  \  { b } ) { l ,  b }  e.  ran  E ) )
3332rspcv 3168 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( b  e.  V  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  A. l  e.  ( V  \  { b } ) { l ,  b }  e.  ran  E ) )
3427, 33syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( e  =  {
a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )  /\  a  =/=  b )  -> 
( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  A. l  e.  ( V  \  { b } ) { l ,  b }  e.  ran  E ) )
35 preq1 4055 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( l  =  a  ->  { l ,  b }  =  { a ,  b } )
3635eleq1d 2520 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( l  =  a  ->  ( { l ,  b }  e.  ran  E  <->  { a ,  b }  e.  ran  E ) )
3736rspcv 3168 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( a  e.  ( V  \  { b } )  ->  ( A. l  e.  ( V  \  {
b } ) { l ,  b }  e.  ran  E  ->  { a ,  b }  e.  ran  E
) )
3826, 34, 37sylsyld 56 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( e  =  {
a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )  /\  a  =/=  b )  -> 
( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  { a ,  b }  e.  ran  E
) )
39 eleq1 2523 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( e  =  { a ,  b }  ->  (
e  e.  ran  E  <->  { a ,  b }  e.  ran  E ) )
4039bicomd 201 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( e  =  { a ,  b }  ->  ( { a ,  b }  e.  ran  E  <->  e  e.  ran  E ) )
4140adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( e  =  { a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V
) )  ->  ( { a ,  b }  e.  ran  E  <->  e  e.  ran  E ) )
4241adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( e  =  {
a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )  /\  a  =/=  b )  -> 
( { a ,  b }  e.  ran  E  <-> 
e  e.  ran  E
) )
4338, 42sylibd 214 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( e  =  {
a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )  /\  a  =/=  b )  -> 
( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  -> 
e  e.  ran  E
) )
4443exp31 604 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( e  =  { a ,  b }  ->  (
( a  e.  V  /\  b  e.  V
)  ->  ( a  =/=  b  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  e  e.  ran  E
) ) ) )
4522, 44syl5bi 217 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( e  =  { a ,  b }  ->  ( { a ,  b }  e.  ~P V  ->  ( a  =/=  b  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  -> 
e  e.  ran  E
) ) ) )
4616, 45sylbid 215 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( e  =  { a ,  b }  ->  (
e  e.  ~P V  ->  ( a  =/=  b  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  -> 
e  e.  ran  E
) ) ) )
4746com23 78 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( e  =  { a ,  b }  ->  (
a  =/=  b  -> 
( e  e.  ~P V  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  -> 
e  e.  ran  E
) ) ) )
4847impcom 430 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( a  =/=  b  /\  e  =  { a ,  b } )  ->  ( e  e. 
~P V  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  e  e.  ran  E ) ) )
4948exlimivv 1690 . . . . . . . . . 10  |-  ( E. a E. b ( a  =/=  b  /\  e  =  { a ,  b } )  ->  ( e  e. 
~P V  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  e  e.  ran  E ) ) )
5015, 49syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( (
# `  e )  =  2  ->  (
e  e.  ~P V  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  -> 
e  e.  ran  E
) ) )
5150impcom 430 . . . . . . . 8  |-  ( ( e  e.  ~P V  /\  ( # `  e
)  =  2 )  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  -> 
e  e.  ran  E
) )
5212, 51sylbi 195 . . . . . . 7  |-  ( e  e.  { x  e. 
~P V  |  (
# `  x )  =  2 }  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  e  e.  ran  E ) )
5352com12 31 . . . . . 6  |-  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  ( e  e.  {
x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  ->  e  e.  ran  E ) )
5453adantl 466 . . . . 5  |-  ( ( E : dom  E -1-1-> { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  /\  A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E )  ->  ( e  e. 
{ x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  ->  e  e.  ran  E ) )
559, 54impbid 191 . . . 4  |-  ( ( E : dom  E -1-1-> { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  /\  A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E )  ->  ( e  e. 
ran  E  <->  e  e.  {
x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } ) )
5655eqrdv 2448 . . 3  |-  ( ( E : dom  E -1-1-> { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  /\  A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E )  ->  ran  E  =  { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } )
572, 56sylan 471 . 2  |-  ( ( V USGrph  E  /\  A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E )  ->  ran  E  =  { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } )
581, 57syl 16 1  |-  ( V ComplUSGrph  E  ->  ran  E  =  { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1370   E.wex 1587    e. wcel 1758    =/= wne 2644   A.wral 2795   {crab 2799   _Vcvv 3071    \ cdif 3426    C_ wss 3429   ~Pcpw 3961   {csn 3978   {cpr 3980   class class class wbr 4393   dom cdm 4941   ran crn 4942    Fn wfn 5514   -->wf 5515   -1-1->wf1 5516   ` cfv 5519   2c2 10475   #chash 12213   USGrph cusg 23409   ComplUSGrph ccusgra 23475
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-2o 7024  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-cusgra 23478
This theorem is referenced by:  cusgrafilem1  23532
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