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Theorem 3v3e3cycl1 28390
Description: If there is a cycle of length 3 in a graph, there are three (different) vertices in the graph which are mutually connected by edges. (Contributed by Alexander van der Vekens, 9-Nov-2017.)
Assertion
Ref Expression
3v3e3cycl1  |-  ( ( Fun  E  /\  F
( V Cycles  E ) P  /\  ( # `  F
)  =  3 )  ->  E. a  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
) )
Distinct variable groups:    E, a,
b, c    P, a,
b, c    V, a,
b, c
Allowed substitution hints:    F( a, b, c)

Proof of Theorem 3v3e3cycl1
Dummy variables  k 
d are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cycliswlk 28377 . . . . 5  |-  ( F ( V Cycles  E ) P  ->  F ( V Walks  E ) P )
2 wlkbprop 28333 . . . . 5  |-  ( F ( V Walks  E ) P  ->  ( ( # `
 F )  e. 
NN0  /\  ( V  e.  _V  /\  E  e. 
_V )  /\  ( F  e.  _V  /\  P  e.  _V ) ) )
31, 2syl 15 . . . 4  |-  ( F ( V Cycles  E ) P  ->  ( ( # `
 F )  e. 
NN0  /\  ( V  e.  _V  /\  E  e. 
_V )  /\  ( F  e.  _V  /\  P  e.  _V ) ) )
4 iscycl 28370 . . . . . 6  |-  ( ( ( V  e.  _V  /\  E  e.  _V )  /\  ( F  e.  _V  /\  P  e.  _V )
)  ->  ( F
( V Cycles  E ) P 
<->  ( F ( V Paths 
E ) P  /\  ( P `  0 )  =  ( P `  ( # `  F ) ) ) ) )
5 ispth 28354 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( V  e.  _V  /\  E  e.  _V )  /\  ( F  e.  _V  /\  P  e.  _V )
)  ->  ( F
( V Paths  E ) P 
<->  ( F ( V Trails  E ) P  /\  Fun  `' ( P  |`  ( 1..^ ( # `  F
) ) )  /\  ( ( P " { 0 ,  (
# `  F ) } )  i^i  ( P " ( 1..^ (
# `  F )
) ) )  =  (/) ) ) )
6 istrl 28336 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( V  e.  _V  /\  E  e.  _V )  /\  ( F  e.  _V  /\  P  e.  _V )
)  ->  ( F
( V Trails  E ) P 
<->  ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  /\  P : ( 0 ... ( # `  F
) ) --> V  /\  A. k  e.  ( 0..^ ( # `  F
) ) ( E `
 ( F `  k ) )  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) } ) ) )
7 fzo0to3tp 28210 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( 0..^ 3 )  =  {
0 ,  1 ,  2 }
87raleqi 2753 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( A. k  e.  ( 0..^ 3 ) ( E `
 ( F `  k ) )  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) }  <->  A. k  e.  {
0 ,  1 ,  2 }  ( E `
 ( F `  k ) )  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) } )
9 0z 10051 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  0  e.  ZZ
10 1z 10069 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  1  e.  ZZ
11 2z 10070 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  2  e.  ZZ
12 fveq2 5541 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( k  =  0  ->  ( F `  k )  =  ( F ` 
0 ) )
1312fveq2d 5545 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( k  =  0  ->  ( E `  ( F `  k ) )  =  ( E `  ( F `  0 )
) )
14 fveq2 5541 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( k  =  0  ->  ( P `  k )  =  ( P ` 
0 ) )
15 oveq1 5881 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( k  =  0  ->  (
k  +  1 )  =  ( 0  +  1 ) )
16 0p1e1 9855 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( 0  +  1 )  =  1
1715, 16syl6eq 2344 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( k  =  0  ->  (
k  +  1 )  =  1 )
1817fveq2d 5545 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( k  =  0  ->  ( P `  ( k  +  1 ) )  =  ( P ` 
1 ) )
1914, 18preq12d 3727 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( k  =  0  ->  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) }  =  { ( P ` 
0 ) ,  ( P `  1 ) } )
2013, 19eqeq12d 2310 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( k  =  0  ->  (
( E `  ( F `  k )
)  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) }  <->  ( E `  ( F `  0
) )  =  {
( P `  0
) ,  ( P `
 1 ) } ) )
21 fveq2 5541 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( k  =  1  ->  ( F `  k )  =  ( F ` 
1 ) )
2221fveq2d 5545 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( k  =  1  ->  ( E `  ( F `  k ) )  =  ( E `  ( F `  1 )
) )
23 fveq2 5541 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( k  =  1  ->  ( P `  k )  =  ( P ` 
1 ) )
24 oveq1 5881 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( k  =  1  ->  (
k  +  1 )  =  ( 1  +  1 ) )
25 1p1e2 9856 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( 1  +  1 )  =  2
2624, 25syl6eq 2344 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( k  =  1  ->  (
k  +  1 )  =  2 )
2726fveq2d 5545 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( k  =  1  ->  ( P `  ( k  +  1 ) )  =  ( P ` 
2 ) )
2823, 27preq12d 3727 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( k  =  1  ->  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) }  =  { ( P ` 
1 ) ,  ( P `  2 ) } )
2922, 28eqeq12d 2310 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( k  =  1  ->  (
( E `  ( F `  k )
)  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) }  <->  ( E `  ( F `  1
) )  =  {
( P `  1
) ,  ( P `
 2 ) } ) )
30 fveq2 5541 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( k  =  2  ->  ( F `  k )  =  ( F ` 
2 ) )
3130fveq2d 5545 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( k  =  2  ->  ( E `  ( F `  k ) )  =  ( E `  ( F `  2 )
) )
32 fveq2 5541 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( k  =  2  ->  ( P `  k )  =  ( P ` 
2 ) )
33 oveq1 5881 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( k  =  2  ->  (
k  +  1 )  =  ( 2  +  1 ) )
34 2p1e3 9863 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( 2  +  1 )  =  3
3533, 34syl6eq 2344 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( k  =  2  ->  (
k  +  1 )  =  3 )
3635fveq2d 5545 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( k  =  2  ->  ( P `  ( k  +  1 ) )  =  ( P ` 
3 ) )
3732, 36preq12d 3727 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( k  =  2  ->  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) }  =  { ( P ` 
2 ) ,  ( P `  3 ) } )
3831, 37eqeq12d 2310 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( k  =  2  ->  (
( E `  ( F `  k )
)  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) }  <->  ( E `  ( F `  2
) )  =  {
( P `  2
) ,  ( P `
 3 ) } ) )
3920, 29, 38raltpg 3697 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( 0  e.  ZZ  /\  1  e.  ZZ  /\  2  e.  ZZ )  ->  ( A. k  e.  { 0 ,  1 ,  2 }  ( E `  ( F `  k ) )  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) }  <->  ( ( E `  ( F `  0 ) )  =  { ( P `
 0 ) ,  ( P `  1
) }  /\  ( E `  ( F `  1 ) )  =  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  /\  ( E `  ( F `  2 ) )  =  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  3
) } ) ) )
409, 10, 11, 39mp3an 1277 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( A. k  e.  { 0 ,  1 ,  2 }  ( E `  ( F `  k ) )  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) }  <->  ( ( E `  ( F `  0 ) )  =  { ( P `
 0 ) ,  ( P `  1
) }  /\  ( E `  ( F `  1 ) )  =  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  /\  ( E `  ( F `  2 ) )  =  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  3
) } ) )
418, 40bitri 240 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( A. k  e.  ( 0..^ 3 ) ( E `
 ( F `  k ) )  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) }  <->  ( ( E `
 ( F ` 
0 ) )  =  { ( P ` 
0 ) ,  ( P `  1 ) }  /\  ( E `
 ( F ` 
1 ) )  =  { ( P ` 
1 ) ,  ( P `  2 ) }  /\  ( E `
 ( F ` 
2 ) )  =  { ( P ` 
2 ) ,  ( P `  3 ) } ) )
42 preq2 3720 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( P `  3 )  =  ( P ` 
0 )  ->  { ( P `  2 ) ,  ( P ` 
3 ) }  =  { ( P ` 
2 ) ,  ( P `  0 ) } )
4342eqcoms 2299 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( P `  0 )  =  ( P ` 
3 )  ->  { ( P `  2 ) ,  ( P ` 
3 ) }  =  { ( P ` 
2 ) ,  ( P `  0 ) } )
4443eqeq2d 2307 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( P `  0 )  =  ( P ` 
3 )  ->  (
( E `  ( F `  2 )
)  =  { ( P `  2 ) ,  ( P ` 
3 ) }  <->  ( E `  ( F `  2
) )  =  {
( P `  2
) ,  ( P `
 0 ) } ) )
45443anbi3d 1258 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( P `  0 )  =  ( P ` 
3 )  ->  (
( ( E `  ( F `  0 ) )  =  { ( P `  0 ) ,  ( P ` 
1 ) }  /\  ( E `  ( F `
 1 ) )  =  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  /\  ( E `  ( F `  2 ) )  =  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  3
) } )  <->  ( ( E `  ( F `  0 ) )  =  { ( P `
 0 ) ,  ( P `  1
) }  /\  ( E `  ( F `  1 ) )  =  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  /\  ( E `  ( F `  2 ) )  =  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  0
) } ) ) )
46 3pos 9846 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  0  <  3
47 breq2 4043 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  (
0  <  ( # `  F
)  <->  0  <  3
) )
4846, 47mpbiri 224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  0  <  ( # `  F
) )
49 0nn0 9996 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  0  e.  NN0
5048, 49jctil 523 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  (
0  e.  NN0  /\  0  <  ( # `  F
) ) )
51 nvnencycllem 28389 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( Fun  E  /\  F  e. Word  dom  E )  /\  ( 0  e. 
NN0  /\  0  <  (
# `  F )
) )  ->  (
( E `  ( F `  0 )
)  =  { ( P `  0 ) ,  ( P ` 
1 ) }  ->  { ( P `  0
) ,  ( P `
 1 ) }  e.  ran  E ) )
5250, 51sylan2 460 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( ( Fun  E  /\  F  e. Word  dom  E )  /\  ( # `  F
)  =  3 )  ->  ( ( E `
 ( F ` 
0 ) )  =  { ( P ` 
0 ) ,  ( P `  1 ) }  ->  { ( P `  0 ) ,  ( P ` 
1 ) }  e.  ran  E ) )
53 1lt3 9904 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  1  <  3
54 breq2 4043 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  (
1  <  ( # `  F
)  <->  1  <  3
) )
5553, 54mpbiri 224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  1  <  ( # `  F
) )
56 1nn0 9997 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  1  e.  NN0
5755, 56jctil 523 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  (
1  e.  NN0  /\  1  <  ( # `  F
) ) )
58 nvnencycllem 28389 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( Fun  E  /\  F  e. Word  dom  E )  /\  ( 1  e. 
NN0  /\  1  <  (
# `  F )
) )  ->  (
( E `  ( F `  1 )
)  =  { ( P `  1 ) ,  ( P ` 
2 ) }  ->  { ( P `  1
) ,  ( P `
 2 ) }  e.  ran  E ) )
5957, 58sylan2 460 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( ( Fun  E  /\  F  e. Word  dom  E )  /\  ( # `  F
)  =  3 )  ->  ( ( E `
 ( F ` 
1 ) )  =  { ( P ` 
1 ) ,  ( P `  2 ) }  ->  { ( P `  1 ) ,  ( P ` 
2 ) }  e.  ran  E ) )
60 2lt3 9903 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  2  <  3
61 breq2 4043 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  (
2  <  ( # `  F
)  <->  2  <  3
) )
6260, 61mpbiri 224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  2  <  ( # `  F
) )
63 2nn0 9998 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  2  e.  NN0
6462, 63jctil 523 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  (
2  e.  NN0  /\  2  <  ( # `  F
) ) )
65 nvnencycllem 28389 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( Fun  E  /\  F  e. Word  dom  E )  /\  ( 2  e. 
NN0  /\  2  <  (
# `  F )
) )  ->  (
( E `  ( F `  2 )
)  =  { ( P `  2 ) ,  ( P ` 
0 ) }  ->  { ( P `  2
) ,  ( P `
 0 ) }  e.  ran  E ) )
6664, 65sylan2 460 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( ( Fun  E  /\  F  e. Word  dom  E )  /\  ( # `  F
)  =  3 )  ->  ( ( E `
 ( F ` 
2 ) )  =  { ( P ` 
2 ) ,  ( P `  0 ) }  ->  { ( P `  2 ) ,  ( P ` 
0 ) }  e.  ran  E ) )
6752, 59, 663anim123d 1259 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( Fun  E  /\  F  e. Word  dom  E )  /\  ( # `  F
)  =  3 )  ->  ( ( ( E `  ( F `
 0 ) )  =  { ( P `
 0 ) ,  ( P `  1
) }  /\  ( E `  ( F `  1 ) )  =  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  /\  ( E `  ( F `  2 ) )  =  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  0
) } )  -> 
( { ( P `
 0 ) ,  ( P `  1
) }  e.  ran  E  /\  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  e.  ran  E  /\  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  0
) }  e.  ran  E ) ) )
6867adantlrr 701 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( Fun  E  /\  ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F ) )  /\  ( # `  F )  =  3 )  ->  ( (
( E `  ( F `  0 )
)  =  { ( P `  0 ) ,  ( P ` 
1 ) }  /\  ( E `  ( F `
 1 ) )  =  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  /\  ( E `  ( F `  2 ) )  =  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  0
) } )  -> 
( { ( P `
 0 ) ,  ( P `  1
) }  e.  ran  E  /\  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  e.  ran  E  /\  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  0
) }  e.  ran  E ) ) )
6968imp 418 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( ( Fun  E  /\  ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F
) )  /\  ( # `
 F )  =  3 )  /\  (
( E `  ( F `  0 )
)  =  { ( P `  0 ) ,  ( P ` 
1 ) }  /\  ( E `  ( F `
 1 ) )  =  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  /\  ( E `  ( F `  2 ) )  =  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  0
) } ) )  ->  ( { ( P `  0 ) ,  ( P ` 
1 ) }  e.  ran  E  /\  { ( P `  1 ) ,  ( P ` 
2 ) }  e.  ran  E  /\  { ( P `  2 ) ,  ( P ` 
0 ) }  e.  ran  E ) )
70 3nn0 9999 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  3  e.  NN0
7170nn0zi 10064 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  3  e.  ZZ
72 uzid 10258 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( 3  e.  ZZ  ->  3  e.  ( ZZ>= `  3 )
)
7371, 72ax-mp 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  3  e.  ( ZZ>= `  3 )
74 4fvwrd4 28220 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( 3  e.  ( ZZ>= ` 
3 )  /\  P : ( 0 ... 3 ) --> V )  ->  E. a  e.  V  E. b  e.  V  E. c  e.  V  E. d  e.  V  ( ( ( P `
 0 )  =  a  /\  ( P `
 1 )  =  b )  /\  (
( P `  2
)  =  c  /\  ( P `  3 )  =  d ) ) )
7573, 74mpan 651 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( P : ( 0 ... 3 ) --> V  ->  E. a  e.  V  E. b  e.  V  E. c  e.  V  E. d  e.  V  ( ( ( P `
 0 )  =  a  /\  ( P `
 1 )  =  b )  /\  (
( P `  2
)  =  c  /\  ( P `  3 )  =  d ) ) )
76 simpl 443 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( ( ( P `  2
)  =  c  /\  ( P `  3 )  =  d )  -> 
( P `  2
)  =  c )
7776anim2i 552 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( ( ( P ` 
0 )  =  a  /\  ( P ` 
1 )  =  b )  /\  ( ( P `  2 )  =  c  /\  ( P `  3 )  =  d ) )  ->  ( ( ( P `  0 )  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b )  /\  ( P `  2 )  =  c ) )
78 df-3an 936 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( ( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b  /\  ( P `  2 )  =  c )  <->  ( (
( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b )  /\  ( P `  2 )  =  c ) )
7977, 78sylibr 203 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( ( ( P ` 
0 )  =  a  /\  ( P ` 
1 )  =  b )  /\  ( ( P `  2 )  =  c  /\  ( P `  3 )  =  d ) )  ->  ( ( P `
 0 )  =  a  /\  ( P `
 1 )  =  b  /\  ( P `
 2 )  =  c ) )
8079rexlimivw 2676 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( E. d  e.  V  ( ( ( P ` 
0 )  =  a  /\  ( P ` 
1 )  =  b )  /\  ( ( P `  2 )  =  c  /\  ( P `  3 )  =  d ) )  ->  ( ( P `
 0 )  =  a  /\  ( P `
 1 )  =  b  /\  ( P `
 2 )  =  c ) )
8180reximi 2663 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( E. c  e.  V  E. d  e.  V  (
( ( P ` 
0 )  =  a  /\  ( P ` 
1 )  =  b )  /\  ( ( P `  2 )  =  c  /\  ( P `  3 )  =  d ) )  ->  E. c  e.  V  ( ( P ` 
0 )  =  a  /\  ( P ` 
1 )  =  b  /\  ( P ` 
2 )  =  c ) )
8281reximi 2663 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( E. b  e.  V  E. c  e.  V  E. d  e.  V  (
( ( P ` 
0 )  =  a  /\  ( P ` 
1 )  =  b )  /\  ( ( P `  2 )  =  c  /\  ( P `  3 )  =  d ) )  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( ( P ` 
0 )  =  a  /\  ( P ` 
1 )  =  b  /\  ( P ` 
2 )  =  c ) )
8382reximi 2663 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( E. a  e.  V  E. b  e.  V  E. c  e.  V  E. d  e.  V  (
( ( P ` 
0 )  =  a  /\  ( P ` 
1 )  =  b )  /\  ( ( P `  2 )  =  c  /\  ( P `  3 )  =  d ) )  ->  E. a  e.  V  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( ( P ` 
0 )  =  a  /\  ( P ` 
1 )  =  b  /\  ( P ` 
2 )  =  c ) )
8475, 83syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( P : ( 0 ... 3 ) --> V  ->  E. a  e.  V  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( ( P ` 
0 )  =  a  /\  ( P ` 
1 )  =  b  /\  ( P ` 
2 )  =  c ) )
85 preq12 3721 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( ( ( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b )  ->  { ( P ` 
0 ) ,  ( P `  1 ) }  =  { a ,  b } )
86853adant3 975 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( ( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b  /\  ( P `  2 )  =  c )  ->  { ( P ` 
0 ) ,  ( P `  1 ) }  =  { a ,  b } )
8786eleq1d 2362 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( ( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b  /\  ( P `  2 )  =  c )  -> 
( { ( P `
 0 ) ,  ( P `  1
) }  e.  ran  E  <->  { a ,  b }  e.  ran  E
) )
88 preq12 3721 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( ( ( P `  1
)  =  b  /\  ( P `  2 )  =  c )  ->  { ( P ` 
1 ) ,  ( P `  2 ) }  =  { b ,  c } )
89883adant1 973 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( ( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b  /\  ( P `  2 )  =  c )  ->  { ( P ` 
1 ) ,  ( P `  2 ) }  =  { b ,  c } )
9089eleq1d 2362 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( ( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b  /\  ( P `  2 )  =  c )  -> 
( { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  e.  ran  E  <->  { b ,  c }  e.  ran  E
) )
91 preq12 3721 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( ( ( P `  2
)  =  c  /\  ( P `  0 )  =  a )  ->  { ( P ` 
2 ) ,  ( P `  0 ) }  =  { c ,  a } )
9291ancoms 439 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( ( ( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  2 )  =  c )  ->  { ( P ` 
2 ) ,  ( P `  0 ) }  =  { c ,  a } )
93923adant2 974 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( ( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b  /\  ( P `  2 )  =  c )  ->  { ( P ` 
2 ) ,  ( P `  0 ) }  =  { c ,  a } )
9493eleq1d 2362 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( ( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b  /\  ( P `  2 )  =  c )  -> 
( { ( P `
 2 ) ,  ( P `  0
) }  e.  ran  E  <->  { c ,  a }  e.  ran  E
) )
9587, 90, 943anbi123d 1252 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b  /\  ( P `  2 )  =  c )  -> 
( ( { ( P `  0 ) ,  ( P ` 
1 ) }  e.  ran  E  /\  { ( P `  1 ) ,  ( P ` 
2 ) }  e.  ran  E  /\  { ( P `  2 ) ,  ( P ` 
0 ) }  e.  ran  E )  <->  ( {
a ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  a }  e.  ran  E ) ) )
9695biimpcd 215 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( { ( P ` 
0 ) ,  ( P `  1 ) }  e.  ran  E  /\  { ( P ` 
1 ) ,  ( P `  2 ) }  e.  ran  E  /\  { ( P ` 
2 ) ,  ( P `  0 ) }  e.  ran  E
)  ->  ( (
( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b  /\  ( P `  2 )  =  c )  -> 
( { a ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  a }  e.  ran  E ) ) )
9796reximdv 2667 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( { ( P ` 
0 ) ,  ( P `  1 ) }  e.  ran  E  /\  { ( P ` 
1 ) ,  ( P `  2 ) }  e.  ran  E  /\  { ( P ` 
2 ) ,  ( P `  0 ) }  e.  ran  E
)  ->  ( E. c  e.  V  (
( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b  /\  ( P `  2 )  =  c )  ->  E. c  e.  V  ( { a ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  a }  e.  ran  E
) ) )
9897reximdv 2667 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( { ( P ` 
0 ) ,  ( P `  1 ) }  e.  ran  E  /\  { ( P ` 
1 ) ,  ( P `  2 ) }  e.  ran  E  /\  { ( P ` 
2 ) ,  ( P `  0 ) }  e.  ran  E
)  ->  ( E. b  e.  V  E. c  e.  V  (
( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b  /\  ( P `  2 )  =  c )  ->  E. b  e.  V  E. c  e.  V  ( { a ,  b }  e.  ran  E  /\  { b ,  c }  e.  ran  E  /\  { c ,  a }  e.  ran  E
) ) )
9998reximdv 2667 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( { ( P ` 
0 ) ,  ( P `  1 ) }  e.  ran  E  /\  { ( P ` 
1 ) ,  ( P `  2 ) }  e.  ran  E  /\  { ( P ` 
2 ) ,  ( P `  0 ) }  e.  ran  E
)  ->  ( E. a  e.  V  E. b  e.  V  E. c  e.  V  (
( P `  0
)  =  a  /\  ( P `  1 )  =  b  /\  ( P `  2 )  =  c )  ->  E. a  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
) ) )
10069, 84, 99syl2im 34 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ( Fun  E  /\  ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F
) )  /\  ( # `
 F )  =  3 )  /\  (
( E `  ( F `  0 )
)  =  { ( P `  0 ) ,  ( P ` 
1 ) }  /\  ( E `  ( F `
 1 ) )  =  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  /\  ( E `  ( F `  2 ) )  =  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  0
) } ) )  ->  ( P :
( 0 ... 3
) --> V  ->  E. a  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 ) ) )
101100exp41 593 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( Fun 
E  ->  ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  ->  (
( # `  F )  =  3  ->  (
( ( E `  ( F `  0 ) )  =  { ( P `  0 ) ,  ( P ` 
1 ) }  /\  ( E `  ( F `
 1 ) )  =  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  /\  ( E `  ( F `  2 ) )  =  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  0
) } )  -> 
( P : ( 0 ... 3 ) --> V  ->  E. a  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 ) ) ) ) ) )
102101com14 82 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( E `  ( F `  0 )
)  =  { ( P `  0 ) ,  ( P ` 
1 ) }  /\  ( E `  ( F `
 1 ) )  =  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  /\  ( E `  ( F `  2 ) )  =  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  0
) } )  -> 
( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  ->  (
( # `  F )  =  3  ->  ( Fun  E  ->  ( P : ( 0 ... 3 ) --> V  ->  E. a  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
) ) ) ) ) )
103102com35 84 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( E `  ( F `  0 )
)  =  { ( P `  0 ) ,  ( P ` 
1 ) }  /\  ( E `  ( F `
 1 ) )  =  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  /\  ( E `  ( F `  2 ) )  =  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  0
) } )  -> 
( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  ->  ( P : ( 0 ... 3 ) --> V  -> 
( Fun  E  ->  ( ( # `  F
)  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) ) )
10445, 103syl6bi 219 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( P `  0 )  =  ( P ` 
3 )  ->  (
( ( E `  ( F `  0 ) )  =  { ( P `  0 ) ,  ( P ` 
1 ) }  /\  ( E `  ( F `
 1 ) )  =  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  /\  ( E `  ( F `  2 ) )  =  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  3
) } )  -> 
( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  ->  ( P : ( 0 ... 3 ) --> V  -> 
( Fun  E  ->  ( ( # `  F
)  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) ) ) )
105104com12 27 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( E `  ( F `  0 )
)  =  { ( P `  0 ) ,  ( P ` 
1 ) }  /\  ( E `  ( F `
 1 ) )  =  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  /\  ( E `  ( F `  2 ) )  =  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  3
) } )  -> 
( ( P ` 
0 )  =  ( P `  3 )  ->  ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  ->  ( P : ( 0 ... 3 ) --> V  -> 
( Fun  E  ->  ( ( # `  F
)  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) ) ) )
106105com24 81 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( E `  ( F `  0 )
)  =  { ( P `  0 ) ,  ( P ` 
1 ) }  /\  ( E `  ( F `
 1 ) )  =  { ( P `
 1 ) ,  ( P `  2
) }  /\  ( E `  ( F `  2 ) )  =  { ( P `
 2 ) ,  ( P `  3
) } )  -> 
( P : ( 0 ... 3 ) --> V  ->  ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  ->  (
( P `  0
)  =  ( P `
 3 )  -> 
( Fun  E  ->  ( ( # `  F
)  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) ) ) )
10741, 106sylbi 187 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( A. k  e.  ( 0..^ 3 ) ( E `
 ( F `  k ) )  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) }  ->  ( P : ( 0 ... 3 ) --> V  -> 
( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  ->  (
( P `  0
)  =  ( P `
 3 )  -> 
( Fun  E  ->  ( ( # `  F
)  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) ) ) )
108107com13 74 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  ->  ( P :
( 0 ... 3
) --> V  ->  ( A. k  e.  (
0..^ 3 ) ( E `  ( F `
 k ) )  =  { ( P `
 k ) ,  ( P `  (
k  +  1 ) ) }  ->  (
( P `  0
)  =  ( P `
 3 )  -> 
( Fun  E  ->  ( ( # `  F
)  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) ) ) )
1091083imp 1145 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F
)  /\  P :
( 0 ... 3
) --> V  /\  A. k  e.  ( 0..^ 3 ) ( E `
 ( F `  k ) )  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) } )  ->  (
( P `  0
)  =  ( P `
 3 )  -> 
( Fun  E  ->  ( ( # `  F
)  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) )
110109com14 82 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  (
( P `  0
)  =  ( P `
 3 )  -> 
( Fun  E  ->  ( ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  /\  P : ( 0 ... 3 ) --> V  /\  A. k  e.  ( 0..^ 3 ) ( E `
 ( F `  k ) )  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) } )  ->  E. a  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 ) ) ) ) )
111 fveq2 5541 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  ( P `  ( # `  F
) )  =  ( P `  3 ) )
112111eqeq2d 2307 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  (
( P `  0
)  =  ( P `
 ( # `  F
) )  <->  ( P `  0 )  =  ( P `  3
) ) )
113 oveq2 5882 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  (
0 ... ( # `  F
) )  =  ( 0 ... 3 ) )
114113feq2d 5396 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  ( P : ( 0 ... ( # `  F
) ) --> V  <->  P :
( 0 ... 3
) --> V ) )
115 oveq2 5882 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  (
0..^ ( # `  F
) )  =  ( 0..^ 3 ) )
116115raleqdv 2755 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  ( A. k  e.  (
0..^ ( # `  F
) ) ( E `
 ( F `  k ) )  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) }  <->  A. k  e.  ( 0..^ 3 ) ( E `  ( F `
 k ) )  =  { ( P `
 k ) ,  ( P `  (
k  +  1 ) ) } ) )
117114, 1163anbi23d 1255 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  (
( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  /\  P : ( 0 ... ( # `  F
) ) --> V  /\  A. k  e.  ( 0..^ ( # `  F
) ) ( E `
 ( F `  k ) )  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) } )  <->  ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  /\  P : ( 0 ... 3 ) --> V  /\  A. k  e.  ( 0..^ 3 ) ( E `
 ( F `  k ) )  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) } ) ) )
118117imbi1d 308 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  (
( ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  /\  P : ( 0 ... ( # `  F
) ) --> V  /\  A. k  e.  ( 0..^ ( # `  F
) ) ( E `
 ( F `  k ) )  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) } )  ->  E. a  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 ) )  <->  ( ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  /\  P : ( 0 ... 3 ) --> V  /\  A. k  e.  ( 0..^ 3 ) ( E `  ( F `  k )
)  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) } )  ->  E. a  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
) ) ) )
119118imbi2d 307 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  (
( Fun  E  ->  ( ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  /\  P : ( 0 ... ( # `  F
) ) --> V  /\  A. k  e.  ( 0..^ ( # `  F
) ) ( E `
 ( F `  k ) )  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) } )  ->  E. a  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 ) ) )  <->  ( Fun  E  ->  ( ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F )  /\  P : ( 0 ... 3 ) --> V  /\  A. k  e.  ( 0..^ 3 ) ( E `  ( F `  k )
)  =  { ( P `  k ) ,  ( P `  ( k  +  1 ) ) } )  ->  E. a  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
) ) ) ) )
120110, 112, 1193imtr4d 259 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
# `  F )  =  3  ->  (
( P `  0
)  =  ( P `
 ( # `  F
) )  ->  ( Fun  E  ->  ( (
( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F
)  /\  P :
( 0 ... ( # `
 F ) ) --> V  /\  A. k  e.  ( 0..^ ( # `  F ) ) ( E `  ( F `
 k ) )  =  { ( P `
 k ) ,  ( P `  (
k  +  1 ) ) } )  ->  E. a  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
) ) ) ) )
121120com14 82 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F
)  /\  P :
( 0 ... ( # `
 F ) ) --> V  /\  A. k  e.  ( 0..^ ( # `  F ) ) ( E `  ( F `
 k ) )  =  { ( P `
 k ) ,  ( P `  (
k  +  1 ) ) } )  -> 
( ( P ` 
0 )  =  ( P `  ( # `  F ) )  -> 
( Fun  E  ->  ( ( # `  F
)  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) )
122121a1d 22 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F
)  /\  P :
( 0 ... ( # `
 F ) ) --> V  /\  A. k  e.  ( 0..^ ( # `  F ) ) ( E `  ( F `
 k ) )  =  { ( P `
 k ) ,  ( P `  (
k  +  1 ) ) } )  -> 
( ( ( P
" { 0 ,  ( # `  F
) } )  i^i  ( P " (
1..^ ( # `  F
) ) ) )  =  (/)  ->  ( ( P `  0 )  =  ( P `  ( # `  F ) )  ->  ( Fun  E  ->  ( ( # `  F )  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) ) )
123122a1d 22 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( F  e. Word  dom  E  /\  Fun  `' F
)  /\  P :
( 0 ... ( # `
 F ) ) --> V  /\  A. k  e.  ( 0..^ ( # `  F ) ) ( E `  ( F `
 k ) )  =  { ( P `
 k ) ,  ( P `  (
k  +  1 ) ) } )  -> 
( Fun  `' ( P  |`  ( 1..^ (
# `  F )
) )  ->  (
( ( P " { 0 ,  (
# `  F ) } )  i^i  ( P " ( 1..^ (
# `  F )
) ) )  =  (/)  ->  ( ( P `
 0 )  =  ( P `  ( # `
 F ) )  ->  ( Fun  E  ->  ( ( # `  F
)  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) ) ) )
1246, 123syl6bi 219 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( V  e.  _V  /\  E  e.  _V )  /\  ( F  e.  _V  /\  P  e.  _V )
)  ->  ( F
( V Trails  E ) P  ->  ( Fun  `' ( P  |`  ( 1..^ ( # `  F
) ) )  -> 
( ( ( P
" { 0 ,  ( # `  F
) } )  i^i  ( P " (
1..^ ( # `  F
) ) ) )  =  (/)  ->  ( ( P `  0 )  =  ( P `  ( # `  F ) )  ->  ( Fun  E  ->  ( ( # `  F )  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) ) ) ) )
1251243impd 1165 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( V  e.  _V  /\  E  e.  _V )  /\  ( F  e.  _V  /\  P  e.  _V )
)  ->  ( ( F ( V Trails  E
) P  /\  Fun  `' ( P  |`  (
1..^ ( # `  F
) ) )  /\  ( ( P " { 0 ,  (
# `  F ) } )  i^i  ( P " ( 1..^ (
# `  F )
) ) )  =  (/) )  ->  ( ( P `  0 )  =  ( P `  ( # `  F ) )  ->  ( Fun  E  ->  ( ( # `  F )  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) ) )
1265, 125sylbid 206 . . . . . . 7  |-  ( ( ( V  e.  _V  /\  E  e.  _V )  /\  ( F  e.  _V  /\  P  e.  _V )
)  ->  ( F
( V Paths  E ) P  ->  ( ( P `
 0 )  =  ( P `  ( # `
 F ) )  ->  ( Fun  E  ->  ( ( # `  F
)  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) ) )
127126imp3a 420 . . . . . 6  |-  ( ( ( V  e.  _V  /\  E  e.  _V )  /\  ( F  e.  _V  /\  P  e.  _V )
)  ->  ( ( F ( V Paths  E
) P  /\  ( P `  0 )  =  ( P `  ( # `  F ) ) )  ->  ( Fun  E  ->  ( ( # `
 F )  =  3  ->  E. a  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 ) ) ) ) )
1284, 127sylbid 206 . . . . 5  |-  ( ( ( V  e.  _V  /\  E  e.  _V )  /\  ( F  e.  _V  /\  P  e.  _V )
)  ->  ( F
( V Cycles  E ) P  ->  ( Fun  E  ->  ( ( # `  F
)  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) )
1291283adant1 973 . . . 4  |-  ( ( ( # `  F
)  e.  NN0  /\  ( V  e.  _V  /\  E  e.  _V )  /\  ( F  e.  _V  /\  P  e.  _V )
)  ->  ( F
( V Cycles  E ) P  ->  ( Fun  E  ->  ( ( # `  F
)  =  3  ->  E. a  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
) ) ) ) )
1303, 129mpcom 32 . . 3  |-  ( F ( V Cycles  E ) P  ->  ( Fun  E  ->  ( ( # `  F )  =  3  ->  E. a  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
) ) ) )
131130com12 27 . 2  |-  ( Fun 
E  ->  ( F
( V Cycles  E ) P  ->  ( ( # `  F )  =  3  ->  E. a  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
) ) ) )
1321313imp 1145 1  |-  ( ( Fun  E  /\  F
( V Cycles  E ) P  /\  ( # `  F
)  =  3 )  ->  E. a  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
) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358    /\ w3a 934    = wceq 1632    e. wcel 1696   A.wral 2556   E.wrex 2557   _Vcvv 2801    i^i cin 3164   (/)c0 3468   {cpr 3654   {ctp 3655   class class class wbr 4039   `'ccnv 4704   dom cdm 4705   ran crn 4706    |` cres 4707   "cima 4708   Fun wfun 5265   -->wf 5267   ` cfv 5271  (class class class)co 5874   0cc0 8753   1c1 8754    + caddc 8756    < clt 8883   2c2 9811   3c3 9812   NN0cn0 9981   ZZcz 10040   ZZ>=cuz 10246   ...cfz 10798  ..^cfzo 10886   #chash 11353  Word cword 11419   Walks cwalk 28310   Trails ctrail 28311   Paths cpath 28312   Cycles ccycl 28318
This theorem is referenced by:  3v3e3cycl  28411
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1536  ax-5 1547  ax-17 1606  ax-9 1644  ax-8 1661  ax-13 1698  ax-14 1700  ax-6 1715  ax-7 1720  ax-11 1727  ax-12 1878  ax-ext 2277  ax-rep 4147  ax-sep 4157  ax-nul 4165  ax-pow 4204  ax-pr 4230  ax-un 4528  ax-cnex 8809  ax-resscn 8810  ax-1cn 8811  ax-icn 8812  ax-addcl 8813  ax-addrcl 8814  ax-mulcl 8815  ax-mulrcl 8816  ax-mulcom 8817  ax-addass 8818  ax-mulass 8819  ax-distr 8820  ax-i2m1 8821  ax-1ne0 8822  ax-1rid 8823  ax-rnegex 8824  ax-rrecex 8825  ax-cnre 8826  ax-pre-lttri 8827  ax-pre-lttrn 8828  ax-pre-ltadd 8829  ax-pre-mulgt0 8830
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1532  df-nf 1535  df-sb 1639  df-eu 2160  df-mo 2161  df-clab 2283  df-cleq 2289  df-clel 2292  df-nfc 2421  df-ne 2461  df-nel 2462  df-ral 2561  df-rex 2562  df-reu 2563  df-rab 2565  df-v 2803  df-sbc 3005  df-csb 3095  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pss 3181  df-nul 3469  df-if 3579  df-pw 3640  df-sn 3659  df-pr 3660  df-tp 3661  df-op 3662  df-uni 3844  df-int 3879  df-iun 3923  df-br 4040  df-opab 4094  df-mpt 4095  df-tr 4130  df-eprel 4321  df-id 4325  df-po 4330  df-so 4331  df-fr 4368  df-we 4370  df-ord 4411  df-on 4412  df-lim 4413  df-suc 4414  df-om 4673  df-xp 4711  df-rel 4712  df-cnv 4713  df-co 4714  df-dm 4715  df-rn 4716  df-res 4717  df-ima 4718  df-iota 5235  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-ov 5877  df-oprab 5878  df-mpt2 5879  df-1st 6138  df-2nd 6139  df-riota 6320  df-recs 6404  df-rdg 6439  df-1o 6495  df-oadd 6499  df-er 6676  df-map 6790  df-pm 6791  df-en 6880  df-dom 6881  df-sdom 6882  df-fin 6883  df-card 7588  df-pnf 8885  df-mnf 8886  df-xr 8887  df-ltxr 8888  df-le 8889  df-sub 9055  df-neg 9056  df-nn 9763  df-2 9820  df-3 9821  df-n0 9982  df-z 10041  df-uz 10247  df-fz 10799  df-fzo 10887  df-hash 11354  df-word 11425  df-wlk 28319  df-trail 28320  df-pth 28321  df-cycl 28324
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