Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  3cyclfrgrrn Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 3cyclfrgrrn 27048
 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.) (Revised by AV, 2-Apr-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
3cyclfrgrrn1.v 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
3cyclfrgrrn1.e 𝐸 = (Edg‘𝐺)
Assertion
Ref Expression
3cyclfrgrrn ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ 1 < (#‘𝑉)) → ∀𝑎𝑉𝑏𝑉𝑐𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸 ∧ {𝑐, 𝑎} ∈ 𝐸))
Distinct variable groups:   𝑏,𝑐   𝐸,𝑎,𝑏,𝑐   𝐺,𝑎   𝑉,𝑎,𝑏,𝑐   𝐺,𝑏,𝑐,𝑎

Proof of Theorem 3cyclfrgrrn
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 3cyclfrgrrn1.v . . . . . . . . 9 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2 fvex 6168 . . . . . . . . 9 (Vtx‘𝐺) ∈ V
31, 2eqeltri 2694 . . . . . . . 8 𝑉 ∈ V
4 hashgt12el2 13167 . . . . . . . 8 ((𝑉 ∈ V ∧ 1 < (#‘𝑉) ∧ 𝑎𝑉) → ∃𝑥𝑉 𝑎𝑥)
53, 4mp3an1 1408 . . . . . . 7 ((1 < (#‘𝑉) ∧ 𝑎𝑉) → ∃𝑥𝑉 𝑎𝑥)
6 simpr 477 . . . . . . . . . 10 (((𝑥𝑉𝑎𝑥𝑎𝑉) ∧ 𝐺 ∈ FriendGraph ) → 𝐺 ∈ FriendGraph )
7 pm3.22 465 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥𝑉𝑎𝑉) → (𝑎𝑉𝑥𝑉))
873adant2 1078 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥𝑉𝑎𝑥𝑎𝑉) → (𝑎𝑉𝑥𝑉))
98adantr 481 . . . . . . . . . 10 (((𝑥𝑉𝑎𝑥𝑎𝑉) ∧ 𝐺 ∈ FriendGraph ) → (𝑎𝑉𝑥𝑉))
10 simpl2 1063 . . . . . . . . . 10 (((𝑥𝑉𝑎𝑥𝑎𝑉) ∧ 𝐺 ∈ FriendGraph ) → 𝑎𝑥)
11 3cyclfrgrrn1.e . . . . . . . . . . 11 𝐸 = (Edg‘𝐺)
121, 113cyclfrgrrn1 27047 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ (𝑎𝑉𝑥𝑉) ∧ 𝑎𝑥) → ∃𝑏𝑉𝑐𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸 ∧ {𝑐, 𝑎} ∈ 𝐸))
136, 9, 10, 12syl3anc 1323 . . . . . . . . 9 (((𝑥𝑉𝑎𝑥𝑎𝑉) ∧ 𝐺 ∈ FriendGraph ) → ∃𝑏𝑉𝑐𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸 ∧ {𝑐, 𝑎} ∈ 𝐸))
14133exp1 1280 . . . . . . . 8 (𝑥𝑉 → (𝑎𝑥 → (𝑎𝑉 → (𝐺 ∈ FriendGraph → ∃𝑏𝑉𝑐𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸 ∧ {𝑐, 𝑎} ∈ 𝐸)))))
1514rexlimiv 3022 . . . . . . 7 (∃𝑥𝑉 𝑎𝑥 → (𝑎𝑉 → (𝐺 ∈ FriendGraph → ∃𝑏𝑉𝑐𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸 ∧ {𝑐, 𝑎} ∈ 𝐸))))
165, 15syl 17 . . . . . 6 ((1 < (#‘𝑉) ∧ 𝑎𝑉) → (𝑎𝑉 → (𝐺 ∈ FriendGraph → ∃𝑏𝑉𝑐𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸 ∧ {𝑐, 𝑎} ∈ 𝐸))))
1716expcom 451 . . . . 5 (𝑎𝑉 → (1 < (#‘𝑉) → (𝑎𝑉 → (𝐺 ∈ FriendGraph → ∃𝑏𝑉𝑐𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸 ∧ {𝑐, 𝑎} ∈ 𝐸)))))
1817pm2.43a 54 . . . 4 (𝑎𝑉 → (1 < (#‘𝑉) → (𝐺 ∈ FriendGraph → ∃𝑏𝑉𝑐𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸 ∧ {𝑐, 𝑎} ∈ 𝐸))))
1918com13 88 . . 3 (𝐺 ∈ FriendGraph → (1 < (#‘𝑉) → (𝑎𝑉 → ∃𝑏𝑉𝑐𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸 ∧ {𝑐, 𝑎} ∈ 𝐸))))
2019imp 445 . 2 ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ 1 < (#‘𝑉)) → (𝑎𝑉 → ∃𝑏𝑉𝑐𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸 ∧ {𝑐, 𝑎} ∈ 𝐸)))
2120ralrimiv 2961 1 ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ 1 < (#‘𝑉)) → ∀𝑎𝑉𝑏𝑉𝑐𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ 𝐸 ∧ {𝑐, 𝑎} ∈ 𝐸))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 384   ∧ w3a 1036   = wceq 1480   ∈ wcel 1987   ≠ wne 2790  ∀wral 2908  ∃wrex 2909  Vcvv 3190  {cpr 4157   class class class wbr 4623  ‘cfv 5857  1c1 9897   < clt 10034  #chash 13073  Vtxcvtx 25808  Edgcedg 25873   FriendGraph cfrgr 27020 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 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4741  ax-sep 4751  ax-nul 4759  ax-pow 4813  ax-pr 4877  ax-un 6914  ax-cnex 9952  ax-resscn 9953  ax-1cn 9954  ax-icn 9955  ax-addcl 9956  ax-addrcl 9957  ax-mulcl 9958  ax-mulrcl 9959  ax-mulcom 9960  ax-addass 9961  ax-mulass 9962  ax-distr 9963  ax-i2m1 9964  ax-1ne0 9965  ax-1rid 9966  ax-rnegex 9967  ax-rrecex 9968  ax-cnre 9969  ax-pre-lttri 9970  ax-pre-lttrn 9971  ax-pre-ltadd 9972  ax-pre-mulgt0 9973 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 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2913  df-rex 2914  df-reu 2915  df-rmo 2916  df-rab 2917  df-v 3192  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3898  df-if 4065  df-pw 4138  df-sn 4156  df-pr 4158  df-tp 4160  df-op 4162  df-uni 4410  df-int 4448  df-iun 4494  df-br 4624  df-opab 4684  df-mpt 4685  df-tr 4723  df-eprel 4995  df-id 4999  df-po 5005  df-so 5006  df-fr 5043  df-we 5045  df-xp 5090  df-rel 5091  df-cnv 5092  df-co 5093  df-dm 5094  df-rn 5095  df-res 5096  df-ima 5097  df-pred 5649  df-ord 5695  df-on 5696  df-lim 5697  df-suc 5698  df-iota 5820  df-fun 5859  df-fn 5860  df-f 5861  df-f1 5862  df-fo 5863  df-f1o 5864  df-fv 5865  df-riota 6576  df-ov 6618  df-oprab 6619  df-mpt2 6620  df-om 7028  df-1st 7128  df-2nd 7129  df-wrecs 7367  df-recs 7428  df-rdg 7466  df-1o 7520  df-oadd 7524  df-er 7702  df-en 7916  df-dom 7917  df-sdom 7918  df-fin 7919  df-card 8725  df-cda 8950  df-pnf 10036  df-mnf 10037  df-xr 10038  df-ltxr 10039  df-le 10040  df-sub 10228  df-neg 10229  df-nn 10981  df-2 11039  df-n0 11253  df-xnn0 11324  df-z 11338  df-uz 11648  df-fz 12285  df-hash 13074  df-edg 25874  df-umgr 25908  df-usgr 25973  df-frgr 27021 This theorem is referenced by:  3cyclfrgrrn2  27049  3cyclfrgr  27050
 Copyright terms: Public domain W3C validator