MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  n4cyclfrgr Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem n4cyclfrgr 27135
Description: There is no 4-cycle in a friendship graph, see Proposition 1(a) of [MertziosUnger] p. 153 : "A friendship graph G contains no C4 as a subgraph ...". (Contributed by Alexander van der Vekens, 19-Nov-2017.) (Revised by AV, 2-Apr-2021.)
Assertion
Ref Expression
n4cyclfrgr ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃) → (#‘𝐹) ≠ 4)

Proof of Theorem n4cyclfrgr
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 𝑘 𝑙 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 frgrusgr 27104 . . . . 5 (𝐺 ∈ FriendGraph → 𝐺 ∈ USGraph )
2 usgrupgr 26058 . . . . 5 (𝐺 ∈ USGraph → 𝐺 ∈ UPGraph )
31, 2syl 17 . . . 4 (𝐺 ∈ FriendGraph → 𝐺 ∈ UPGraph )
4 eqid 2620 . . . . . . . . 9 (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐺)
5 eqid 2620 . . . . . . . . 9 (Edg‘𝐺) = (Edg‘𝐺)
64, 5upgr4cycl4dv4e 27025 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 ∧ (#‘𝐹) = 4) → ∃𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺)∃𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)∃𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺)∃𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺)((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑))))
74, 5frgrusgrfrcond 27103 . . . . . . . . . . . 12 (𝐺 ∈ FriendGraph ↔ (𝐺 ∈ USGraph ∧ ∀𝑘 ∈ (Vtx‘𝐺)∀𝑙 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑘})∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑘}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺)))
8 simplrl 799 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → 𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺))
9 necom 2844 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑎𝑐𝑐𝑎)
109biimpi 206 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑎𝑐𝑐𝑎)
11103ad2ant2 1081 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) → 𝑐𝑎)
1211ad2antrl 763 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑))) → 𝑐𝑎)
1312adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → 𝑐𝑎)
14 eldifsn 4308 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑐 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑎}) ↔ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑐𝑎))
158, 13, 14sylanbrc 697 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → 𝑐 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑎}))
16 sneq 4178 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑘 = 𝑎 → {𝑘} = {𝑎})
1716difeq2d 3720 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑘 = 𝑎 → ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑘}) = ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑎}))
18 preq2 4260 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑘 = 𝑎 → {𝑥, 𝑘} = {𝑥, 𝑎})
1918preq1d 4265 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑘 = 𝑎 → {{𝑥, 𝑘}, {𝑥, 𝑙}} = {{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑙}})
2019sseq1d 3624 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑘 = 𝑎 → ({{𝑥, 𝑘}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺) ↔ {{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺)))
2120reubidv 3121 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑘 = 𝑎 → (∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑘}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺) ↔ ∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺)))
2217, 21raleqbidv 3147 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑘 = 𝑎 → (∀𝑙 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑘})∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑘}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺) ↔ ∀𝑙 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑎})∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺)))
2322rspcv 3300 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) → (∀𝑘 ∈ (Vtx‘𝐺)∀𝑙 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑘})∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑘}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺) → ∀𝑙 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑎})∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺)))
2423ad3antrrr 765 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → (∀𝑘 ∈ (Vtx‘𝐺)∀𝑙 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑘})∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑘}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺) → ∀𝑙 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑎})∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺)))
25 preq2 4260 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑙 = 𝑐 → {𝑥, 𝑙} = {𝑥, 𝑐})
2625preq2d 4266 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑙 = 𝑐 → {{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑙}} = {{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑐}})
2726sseq1d 3624 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑙 = 𝑐 → ({{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺) ↔ {{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑐}} ⊆ (Edg‘𝐺)))
2827reubidv 3121 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑙 = 𝑐 → (∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺) ↔ ∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑐}} ⊆ (Edg‘𝐺)))
2928rspcv 3300 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑐 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑎}) → (∀𝑙 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑎})∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺) → ∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑐}} ⊆ (Edg‘𝐺)))
3015, 24, 29sylsyld 61 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → (∀𝑘 ∈ (Vtx‘𝐺)∀𝑙 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑘})∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑘}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺) → ∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑐}} ⊆ (Edg‘𝐺)))
31 prcom 4258 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 {𝑥, 𝑎} = {𝑎, 𝑥}
3231preq1i 4262 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 {{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑐}} = {{𝑎, 𝑥}, {𝑥, 𝑐}}
3332sseq1i 3621 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ({{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑐}} ⊆ (Edg‘𝐺) ↔ {{𝑎, 𝑥}, {𝑥, 𝑐}} ⊆ (Edg‘𝐺))
3433reubii 3123 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑐}} ⊆ (Edg‘𝐺) ↔ ∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑎, 𝑥}, {𝑥, 𝑐}} ⊆ (Edg‘𝐺))
35 simpl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) → ({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)))
3635ad2antrl 763 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → ({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)))
37 simpr 477 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) → ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺)))
3837ad2antrl 763 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺)))
39 simpllr 798 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺))
40 simplrr 800 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))
41 simprr2 1108 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑))) → 𝑏𝑑)
4241adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → 𝑏𝑑)
43 4cycl2vnunb 27134 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ (𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏𝑑)) → ¬ ∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑎, 𝑥}, {𝑥, 𝑐}} ⊆ (Edg‘𝐺))
4436, 38, 39, 40, 42, 43syl113anc 1336 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → ¬ ∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑎, 𝑥}, {𝑥, 𝑐}} ⊆ (Edg‘𝐺))
4544pm2.21d 118 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → (∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑎, 𝑥}, {𝑥, 𝑐}} ⊆ (Edg‘𝐺) → (#‘𝐹) ≠ 4))
4645com12 32 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑎, 𝑥}, {𝑥, 𝑐}} ⊆ (Edg‘𝐺) → ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → (#‘𝐹) ≠ 4))
4734, 46sylbi 207 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑎}, {𝑥, 𝑐}} ⊆ (Edg‘𝐺) → ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → (#‘𝐹) ≠ 4))
4830, 47syl6 35 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → (∀𝑘 ∈ (Vtx‘𝐺)∀𝑙 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑘})∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑘}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺) → ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → (#‘𝐹) ≠ 4)))
4948pm2.43b 55 . . . . . . . . . . . . 13 (∀𝑘 ∈ (Vtx‘𝐺)∀𝑙 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑘})∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑘}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺) → ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → (#‘𝐹) ≠ 4))
5049adantl 482 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ ∀𝑘 ∈ (Vtx‘𝐺)∀𝑙 ∈ ((Vtx‘𝐺) ∖ {𝑘})∃!𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺){{𝑥, 𝑘}, {𝑥, 𝑙}} ⊆ (Edg‘𝐺)) → ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → (#‘𝐹) ≠ 4))
517, 50sylbi 207 . . . . . . . . . . 11 (𝐺 ∈ FriendGraph → ((((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑)))) → (#‘𝐹) ≠ 4))
5251expdcom 455 . . . . . . . . . 10 (((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺))) → (((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑))) → (𝐺 ∈ FriendGraph → (#‘𝐹) ≠ 4)))
5352rexlimdvva 3034 . . . . . . . . 9 ((𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)) → (∃𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺)∃𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺)((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑))) → (𝐺 ∈ FriendGraph → (#‘𝐹) ≠ 4)))
5453rexlimivv 3032 . . . . . . . 8 (∃𝑎 ∈ (Vtx‘𝐺)∃𝑏 ∈ (Vtx‘𝐺)∃𝑐 ∈ (Vtx‘𝐺)∃𝑑 ∈ (Vtx‘𝐺)((({𝑎, 𝑏} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edg‘𝐺)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑑, 𝑎} ∈ (Edg‘𝐺))) ∧ ((𝑎𝑏𝑎𝑐𝑎𝑑) ∧ (𝑏𝑐𝑏𝑑𝑐𝑑))) → (𝐺 ∈ FriendGraph → (#‘𝐹) ≠ 4))
556, 54syl 17 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 ∧ (#‘𝐹) = 4) → (𝐺 ∈ FriendGraph → (#‘𝐹) ≠ 4))
56553exp 1262 . . . . . 6 (𝐺 ∈ UPGraph → (𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 → ((#‘𝐹) = 4 → (𝐺 ∈ FriendGraph → (#‘𝐹) ≠ 4))))
5756com34 91 . . . . 5 (𝐺 ∈ UPGraph → (𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 → (𝐺 ∈ FriendGraph → ((#‘𝐹) = 4 → (#‘𝐹) ≠ 4))))
5857com23 86 . . . 4 (𝐺 ∈ UPGraph → (𝐺 ∈ FriendGraph → (𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 → ((#‘𝐹) = 4 → (#‘𝐹) ≠ 4))))
593, 58mpcom 38 . . 3 (𝐺 ∈ FriendGraph → (𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 → ((#‘𝐹) = 4 → (#‘𝐹) ≠ 4)))
6059imp 445 . 2 ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃) → ((#‘𝐹) = 4 → (#‘𝐹) ≠ 4))
61 neqne 2799 . 2 (¬ (#‘𝐹) = 4 → (#‘𝐹) ≠ 4)
6260, 61pm2.61d1 171 1 ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃) → (#‘𝐹) ≠ 4)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 384  w3a 1036   = wceq 1481  wcel 1988  wne 2791  wral 2909  wrex 2910  ∃!wreu 2911  cdif 3564  wss 3567  {csn 4168  {cpr 4170   class class class wbr 4644  cfv 5876  4c4 11057  #chash 13100  Vtxcvtx 25855  Edgcedg 25920   UPGraph cupgr 25956   USGraph cusgr 26025  Cyclesccycls 26661   FriendGraph cfrgr 27100
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1720  ax-4 1735  ax-5 1837  ax-6 1886  ax-7 1933  ax-8 1990  ax-9 1997  ax-10 2017  ax-11 2032  ax-12 2045  ax-13 2244  ax-ext 2600  ax-rep 4762  ax-sep 4772  ax-nul 4780  ax-pow 4834  ax-pr 4897  ax-un 6934  ax-cnex 9977  ax-resscn 9978  ax-1cn 9979  ax-icn 9980  ax-addcl 9981  ax-addrcl 9982  ax-mulcl 9983  ax-mulrcl 9984  ax-mulcom 9985  ax-addass 9986  ax-mulass 9987  ax-distr 9988  ax-i2m1 9989  ax-1ne0 9990  ax-1rid 9991  ax-rnegex 9992  ax-rrecex 9993  ax-cnre 9994  ax-pre-lttri 9995  ax-pre-lttrn 9996  ax-pre-ltadd 9997  ax-pre-mulgt0 9998
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-ifp 1012  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1484  df-ex 1703  df-nf 1708  df-sb 1879  df-eu 2472  df-mo 2473  df-clab 2607  df-cleq 2613  df-clel 2616  df-nfc 2751  df-ne 2792  df-nel 2895  df-ral 2914  df-rex 2915  df-reu 2916  df-rmo 2917  df-rab 2918  df-v 3197  df-sbc 3430  df-csb 3527  df-dif 3570  df-un 3572  df-in 3574  df-ss 3581  df-pss 3583  df-nul 3908  df-if 4078  df-pw 4151  df-sn 4169  df-pr 4171  df-tp 4173  df-op 4175  df-uni 4428  df-int 4467  df-iun 4513  df-br 4645  df-opab 4704  df-mpt 4721  df-tr 4744  df-id 5014  df-eprel 5019  df-po 5025  df-so 5026  df-fr 5063  df-we 5065  df-xp 5110  df-rel 5111  df-cnv 5112  df-co 5113  df-dm 5114  df-rn 5115  df-res 5116  df-ima 5117  df-pred 5668  df-ord 5714  df-on 5715  df-lim 5716  df-suc 5717  df-iota 5839  df-fun 5878  df-fn 5879  df-f 5880  df-f1 5881  df-fo 5882  df-f1o 5883  df-fv 5884  df-riota 6596  df-ov 6638  df-oprab 6639  df-mpt2 6640  df-om 7051  df-1st 7153  df-2nd 7154  df-wrecs 7392  df-recs 7453  df-rdg 7491  df-1o 7545  df-2o 7546  df-oadd 7549  df-er 7727  df-map 7844  df-pm 7845  df-en 7941  df-dom 7942  df-sdom 7943  df-fin 7944  df-card 8750  df-cda 8975  df-pnf 10061  df-mnf 10062  df-xr 10063  df-ltxr 10064  df-le 10065  df-sub 10253  df-neg 10254  df-nn 11006  df-2 11064  df-3 11065  df-4 11066  df-n0 11278  df-xnn0 11349  df-z 11363  df-uz 11673  df-fz 12312  df-fzo 12450  df-hash 13101  df-word 13282  df-edg 25921  df-uhgr 25934  df-upgr 25958  df-uspgr 26026  df-usgr 26027  df-wlks 26476  df-trls 26570  df-pths 26593  df-cycls 26663  df-frgr 27101
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator