MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  2pthfrgrrn2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 2pthfrgrrn2 27005
Description: Between any two (different) vertices in a friendship graph is a 2-path (path of length 2), see Proposition 1(b) of [MertziosUnger] p. 153 : "A friendship graph G ..., as well as the distance between any two nodes in G is at most two". (Contributed by Alexander van der Vekens, 16-Nov-2017.) (Revised by AV, 1-Apr-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
2pthfrgrrn.v 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2pthfrgrrn.e 𝐸 = (Edg‘𝐺)
Assertion
Ref Expression
2pthfrgrrn2 (𝐺 ∈ FriendGraph → ∀𝑎𝑉𝑐 ∈ (𝑉 ∖ {𝑎})∃𝑏𝑉 (({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸) ∧ (𝑎𝑏𝑏𝑐)))
Distinct variable groups:   𝐺,𝑎,𝑏,𝑐   𝑉,𝑎,𝑏,𝑐
Allowed substitution hints:   𝐸(𝑎,𝑏,𝑐)

Proof of Theorem 2pthfrgrrn2
StepHypRef Expression
1 2pthfrgrrn.v . . 3 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2 2pthfrgrrn.e . . 3 𝐸 = (Edg‘𝐺)
31, 22pthfrgrrn 27004 . 2 (𝐺 ∈ FriendGraph → ∀𝑎𝑉𝑐 ∈ (𝑉 ∖ {𝑎})∃𝑏𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸))
4 frgrusgr 26984 . . . . . . 7 (𝐺 ∈ FriendGraph → 𝐺 ∈ USGraph )
52usgredgne 25985 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ {𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸) → 𝑎𝑏)
65ex 450 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ USGraph → ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸𝑎𝑏))
72usgredgne 25985 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸) → 𝑏𝑐)
87ex 450 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ USGraph → ({𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸𝑏𝑐))
96, 8anim12d 585 . . . . . . 7 (𝐺 ∈ USGraph → (({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸) → (𝑎𝑏𝑏𝑐)))
104, 9syl 17 . . . . . 6 (𝐺 ∈ FriendGraph → (({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸) → (𝑎𝑏𝑏𝑐)))
1110ad2antrr 761 . . . . 5 (((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ (𝑎𝑉𝑐 ∈ (𝑉 ∖ {𝑎}))) ∧ 𝑏𝑉) → (({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸) → (𝑎𝑏𝑏𝑐)))
1211ancld 575 . . . 4 (((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ (𝑎𝑉𝑐 ∈ (𝑉 ∖ {𝑎}))) ∧ 𝑏𝑉) → (({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸) → (({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸) ∧ (𝑎𝑏𝑏𝑐))))
1312reximdva 3016 . . 3 ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ (𝑎𝑉𝑐 ∈ (𝑉 ∖ {𝑎}))) → (∃𝑏𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸) → ∃𝑏𝑉 (({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸) ∧ (𝑎𝑏𝑏𝑐))))
1413ralimdvva 2963 . 2 (𝐺 ∈ FriendGraph → (∀𝑎𝑉𝑐 ∈ (𝑉 ∖ {𝑎})∃𝑏𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸) → ∀𝑎𝑉𝑐 ∈ (𝑉 ∖ {𝑎})∃𝑏𝑉 (({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸) ∧ (𝑎𝑏𝑏𝑐))))
153, 14mpd 15 1 (𝐺 ∈ FriendGraph → ∀𝑎𝑉𝑐 ∈ (𝑉 ∖ {𝑎})∃𝑏𝑉 (({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸) ∧ (𝑎𝑏𝑏𝑐)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384   = wceq 1480  wcel 1992  wne 2796  wral 2912  wrex 2913  cdif 3557  {csn 4153  {cpr 4155  cfv 5850  Vtxcvtx 25769  Edgcedg 25834   USGraph cusgr 25932   FriendGraph cfrgr 26980
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1841  ax-6 1890  ax-7 1937  ax-8 1994  ax-9 2001  ax-10 2021  ax-11 2036  ax-12 2049  ax-13 2250  ax-ext 2606  ax-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6903  ax-cnex 9937  ax-resscn 9938  ax-1cn 9939  ax-icn 9940  ax-addcl 9941  ax-addrcl 9942  ax-mulcl 9943  ax-mulrcl 9944  ax-mulcom 9945  ax-addass 9946  ax-mulass 9947  ax-distr 9948  ax-i2m1 9949  ax-1ne0 9950  ax-1rid 9951  ax-rnegex 9952  ax-rrecex 9953  ax-cnre 9954  ax-pre-lttri 9955  ax-pre-lttrn 9956  ax-pre-ltadd 9957  ax-pre-mulgt0 9958
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1883  df-eu 2478  df-mo 2479  df-clab 2613  df-cleq 2619  df-clel 2622  df-nfc 2756  df-ne 2797  df-nel 2900  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3193  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-int 4446  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5642  df-ord 5688  df-on 5689  df-lim 5690  df-suc 5691  df-iota 5813  df-fun 5852  df-fn 5853  df-f 5854  df-f1 5855  df-fo 5856  df-f1o 5857  df-fv 5858  df-riota 6566  df-ov 6608  df-oprab 6609  df-mpt2 6610  df-om 7014  df-1st 7116  df-2nd 7117  df-wrecs 7353  df-recs 7414  df-rdg 7452  df-1o 7506  df-oadd 7510  df-er 7688  df-en 7901  df-dom 7902  df-sdom 7903  df-fin 7904  df-card 8710  df-cda 8935  df-pnf 10021  df-mnf 10022  df-xr 10023  df-ltxr 10024  df-le 10025  df-sub 10213  df-neg 10214  df-nn 10966  df-2 11024  df-n0 11238  df-z 11323  df-uz 11632  df-fz 12266  df-hash 13055  df-edg 25835  df-umgr 25869  df-usgr 25934  df-frgr 26981
This theorem is referenced by:  2pthfrgr  27006  3cyclfrgrrn1  27007
  Copyright terms: Public domain W3C validator