Theorem uvtxa01vtx0 40623

Description: If a graph/class has no edges, it has universal vertices if and only if it has exactly one vertex. (Contributed by AV, 30-Oct-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
uvtxael.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
isuvtxa.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
uvtxa01vtx0	⊢ ((𝐺 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 = ∅) → ((UnivVtx‘𝐺) ≠ ∅ ↔ (#‘𝑉) = 1))

Proof of Theorem uvtxa01vtx0

Dummy variables 𝑛 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		uvtxael.v	. . . . 5 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2	1	uvtxaval 40613	. . . 4 ⊢ (𝐺 ∈ 𝑊 → (UnivVtx‘𝐺) = {𝑣 ∈ 𝑉 ∣ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑣)})
3	2	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 = ∅) → (UnivVtx‘𝐺) = {𝑣 ∈ 𝑉 ∣ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑣)})
4	3	neeq1d 2841	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 = ∅) → ((UnivVtx‘𝐺) ≠ ∅ ↔ {𝑣 ∈ 𝑉 ∣ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑣)} ≠ ∅))
5		rabn0 3912	. . 3 ⊢ ({𝑣 ∈ 𝑉 ∣ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑣)} ≠ ∅ ↔ ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑣))
6	5	a1i 11	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 = ∅) → ({𝑣 ∈ 𝑉 ∣ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑣)} ≠ ∅ ↔ ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑣)))
7		falseral0 40308	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((∀𝑛 ¬ 𝑛 ∈ ∅ ∧ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅) → (𝑉 ∖ {𝑣}) = ∅)
8	7	ex 449	. . . . . . . . 9 ⊢ (∀𝑛 ¬ 𝑛 ∈ ∅ → (∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅ → (𝑉 ∖ {𝑣}) = ∅))
9		noel 3878	. . . . . . . . 9 ⊢ ¬ 𝑛 ∈ ∅
10	8, 9	mpg 1715	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅ → (𝑉 ∖ {𝑣}) = ∅)
11		ssdif0 3896	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑉 ⊆ {𝑣} ↔ (𝑉 ∖ {𝑣}) = ∅)
12		sssn 4298	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑉 ⊆ {𝑣} ↔ (𝑉 = ∅ ∨ 𝑉 = {𝑣}))
13		ne0i 3880	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑣 ∈ 𝑉 → 𝑉 ≠ ∅)
14		eqneqall 2793	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑉 = ∅ → (𝑉 ≠ ∅ → 𝑉 = {𝑣}))
15	13, 14	syl5 33	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑉 = ∅ → (𝑣 ∈ 𝑉 → 𝑉 = {𝑣}))
16		ax-1 6	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑉 = {𝑣} → (𝑣 ∈ 𝑉 → 𝑉 = {𝑣}))
17	15, 16	jaoi 393	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑉 = ∅ ∨ 𝑉 = {𝑣}) → (𝑣 ∈ 𝑉 → 𝑉 = {𝑣}))
18	12, 17	sylbi 206	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑉 ⊆ {𝑣} → (𝑣 ∈ 𝑉 → 𝑉 = {𝑣}))
19	11, 18	sylbir 224	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑉 ∖ {𝑣}) = ∅ → (𝑣 ∈ 𝑉 → 𝑉 = {𝑣}))
20	10, 19	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅ → (𝑣 ∈ 𝑉 → 𝑉 = {𝑣}))
21	20	impcom 445	. . . . . 6 ⊢ ((𝑣 ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅) → 𝑉 = {𝑣})
22		vsnid 4156	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑣 ∈ {𝑣}
23		eleq2 2677	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑉 = {𝑣} → (𝑣 ∈ 𝑉 ↔ 𝑣 ∈ {𝑣}))
24	22, 23	mpbiri 247	. . . . . . 7 ⊢ (𝑉 = {𝑣} → 𝑣 ∈ 𝑉)
25		ral0 4028	. . . . . . . 8 ⊢ ∀𝑛 ∈ ∅ 𝑛 ∈ ∅
26		difeq1 3683	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑉 = {𝑣} → (𝑉 ∖ {𝑣}) = ({𝑣} ∖ {𝑣}))
27		difid 3902	. . . . . . . . . 10 ⊢ ({𝑣} ∖ {𝑣}) = ∅
28	26, 27	syl6eq 2660	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑉 = {𝑣} → (𝑉 ∖ {𝑣}) = ∅)
29	28	raleqdv 3121	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑉 = {𝑣} → (∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅ ↔ ∀𝑛 ∈ ∅ 𝑛 ∈ ∅))
30	25, 29	mpbiri 247	. . . . . . 7 ⊢ (𝑉 = {𝑣} → ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅)
31	24, 30	jca 553	. . . . . 6 ⊢ (𝑉 = {𝑣} → (𝑣 ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅))
32	21, 31	impbii 198	. . . . 5 ⊢ ((𝑣 ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅) ↔ 𝑉 = {𝑣})
33	32	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 = ∅) → ((𝑣 ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅) ↔ 𝑉 = {𝑣}))
34	33	exbidv 1837	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 = ∅) → (∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅) ↔ ∃𝑣 𝑉 = {𝑣}))
35		isuvtxa.e	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
36	35	eqeq1i 2615	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐸 = ∅ ↔ (Edg‘𝐺) = ∅)
37		nbgr0edg 40579	. . . . . . . . 9 ⊢ ((Edg‘𝐺) = ∅ → (𝐺 NeighbVtx 𝑣) = ∅)
38	36, 37	sylbi 206	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐸 = ∅ → (𝐺 NeighbVtx 𝑣) = ∅)
39	38	eleq2d 2673	. . . . . . 7 ⊢ (𝐸 = ∅ → (𝑛 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑣) ↔ 𝑛 ∈ ∅))
40	39	ralbidv 2969	. . . . . 6 ⊢ (𝐸 = ∅ → (∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑣) ↔ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅))
41	40	rexbidv 3034	. . . . 5 ⊢ (𝐸 = ∅ → (∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑣) ↔ ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅))
42	41	adantl 481	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 = ∅) → (∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑣) ↔ ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅))
43		df-rex 2902	. . . 4 ⊢ (∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅ ↔ ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅))
44	42, 43	syl6bb 275	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 = ∅) → (∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑣) ↔ ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ ∅)))
45		fvex 6113	. . . . 5 ⊢ (Vtx‘𝐺) ∈ V
46	1, 45	eqeltri 2684	. . . 4 ⊢ 𝑉 ∈ V
47		hash1snb 13068	. . . 4 ⊢ (𝑉 ∈ V → ((#‘𝑉) = 1 ↔ ∃𝑣 𝑉 = {𝑣}))
48	46, 47	mp1i 13	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 = ∅) → ((#‘𝑉) = 1 ↔ ∃𝑣 𝑉 = {𝑣}))
49	34, 44, 48	3bitr4d 299	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 = ∅) → (∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑣) ↔ (#‘𝑉) = 1))
50	4, 6, 49	3bitrd 293	1 ⊢ ((𝐺 ∈ 𝑊 ∧ 𝐸 = ∅) → ((UnivVtx‘𝐺) ≠ ∅ ↔ (#‘𝑉) = 1))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 195   ∨ wo 382   ∧ wa 383  ∀wal 1473   = wceq 1475  ∃wex 1695   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780  ∀wral 2896  ∃wrex 2897  {crab 2900  Vcvv 3173   ∖ cdif 3537   ⊆ wss 3540  ∅c0 3874  {csn 4125  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  1c1 9816  #chash 12979  Vtxcvtx 25673  Edgcedga 25792   NeighbVtx cnbgr 40550  UnivVtxcuvtxa 40551

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892

This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-fal 1481  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-oadd 7451  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-card 8648  df-cda 8873  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-nn 10898  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-fz 12198  df-hash 12980  df-nbgr 40554  df-uvtxa 40556

This theorem is referenced by:  uvtxa01vtx  40624