Theorem konigsberglem5 16416

Description: Lemma 5 for konigsberg 16417: The set of vertices of odd degree is greater than 2. (Contributed by Mario Carneiro, 11-Mar-2015.) (Revised by AV, 28-Feb-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
konigsberg.v	|- V = ( 0 ... 3 )
konigsberg.e	|- E = <" { 0 , 1 } { 0 , 2 } { 0 , 3 } { 1 , 2 } { 1 , 2 } { 2 , 3 } { 2 , 3 } ">
konigsberg.g	|- G = <. V , E >.

Assertion

Ref	Expression
konigsberglem5	|- 2 < (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } )

Distinct variable groups:   x, V   x, G

Allowed substitution hint:   E( x)

Proof of Theorem konigsberglem5

Step	Hyp	Ref	Expression
1		konigsberg.v	. . 3 |- V = ( 0 ... 3 )
2		konigsberg.e	. . 3 |- E = <" { 0 , 1 } { 0 , 2 } { 0 , 3 } { 1 , 2 } { 1 , 2 } { 2 , 3 } { 2 , 3 } ">
3		konigsberg.g	. . 3 |- G = <. V , E >.
4	1, 2, 3	konigsberglem4 16415	. 2 |- { 0 , 1 , 3 } C_ { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) }
5		0z 9534	. . . . . . . 8 |- 0 e. ZZ
6		3z 9552	. . . . . . . 8 |- 3 e. ZZ
7		fzfig 10738	. . . . . . . 8 |- ( ( 0 e. ZZ /\ 3 e. ZZ ) -> ( 0 ... 3 ) e. Fin )
8	5, 6, 7	mp2an 426	. . . . . . 7 |- ( 0 ... 3 ) e. Fin
9	1, 8	eqeltri 2304	. . . . . 6 |- V e. Fin
10	9	a1i 9	. . . . 5 |- ( T. -> V e. Fin )
11		2nn 9347	. . . . . . . . 9 |- 2 e. NN
12	1, 2, 3	konigsbergvtx 16406	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- (Vtx ` G ) = ( 0 ... 3 )
13	12	eqcomi 2235	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( 0 ... 3 ) = (Vtx ` G )
14	3	fveq2i 5651	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- (iEdg ` G ) = (iEdg ` <. V , E >. )
15	9	elexi 2816	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- V e. _V
16		0nn0 9459	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- 0 e. NN0
17		1nn0 9460	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- 1 e. NN0
18		prexg 4307	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ( ( 0 e. NN0 /\ 1 e. NN0 ) -> { 0 , 1 } e. _V )
19	16, 17, 18	mp2an 426	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- { 0 , 1 } e. _V
20	19	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( T. -> { 0 , 1 } e. _V )
21		2nn0 9461	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- 2 e. NN0
22		prexg 4307	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ( ( 0 e. NN0 /\ 2 e. NN0 ) -> { 0 , 2 } e. _V )
23	16, 21, 22	mp2an 426	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- { 0 , 2 } e. _V
24	23	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( T. -> { 0 , 2 } e. _V )
25		3nn0 9462	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- 3 e. NN0
26		prexg 4307	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ( ( 0 e. NN0 /\ 3 e. NN0 ) -> { 0 , 3 } e. _V )
27	16, 25, 26	mp2an 426	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- { 0 , 3 } e. _V
28	27	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( T. -> { 0 , 3 } e. _V )
29		prexg 4307	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ( ( 1 e. NN0 /\ 2 e. NN0 ) -> { 1 , 2 } e. _V )
30	17, 21, 29	mp2an 426	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- { 1 , 2 } e. _V
31	30	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( T. -> { 1 , 2 } e. _V )
32		prexg 4307	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- ( ( 2 e. NN0 /\ 3 e. NN0 ) -> { 2 , 3 } e. _V )
33	21, 25, 32	mp2an 426	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- { 2 , 3 } e. _V
34	33	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ( T. -> { 2 , 3 } e. _V )
35	20, 24, 28, 31, 31, 34, 34	s7cld 11413	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( T. -> <" { 0 , 1 } { 0 , 2 } { 0 , 3 } { 1 , 2 } { 1 , 2 } { 2 , 3 } { 2 , 3 } "> e. Word _V )
36	35	mptru 1407	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- <" { 0 , 1 } { 0 , 2 } { 0 , 3 } { 1 , 2 } { 1 , 2 } { 2 , 3 } { 2 , 3 } "> e. Word _V
37	2, 36	eqeltri 2304	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- E e. Word _V
38	37	elexi 2816	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- E e. _V
39	15, 38	opiedgfvi 15952	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- (iEdg ` <. V , E >. ) = E
40	14, 39	eqtr2i 2253	. . . . . . . . . . . . . 14 |- E = (iEdg ` G )
41		wrddm 11170	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( E e. Word _V -> dom E = ( 0..^ (♯ ` E ) ) )
42	37, 41	ax-mp 5	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- dom E = ( 0..^ (♯ ` E ) )
43	42	eqcomi 2235	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( 0..^ (♯ ` E ) ) = dom E
44		lencl 11166	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( E e. Word _V -> (♯ ` E ) e. NN0 )
45	37, 44	ax-mp 5	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- (♯ ` E ) e. NN0
46	45	nn0zi 9545	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (♯ ` E ) e. ZZ
47		fzofig 10740	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( 0 e. ZZ /\ (♯ ` E ) e. ZZ ) -> ( 0..^ (♯ ` E ) ) e. Fin )
48	5, 46, 47	mp2an 426	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( 0..^ (♯ ` E ) ) e. Fin
49	48	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( T. -> ( 0..^ (♯ ` E ) ) e. Fin )
50	8	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( T. -> ( 0 ... 3 ) e. Fin )
51	1, 2, 3	konigsbergumgr 16411	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- G e. UMGraph
52		umgrupgr 16036	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( G e. UMGraph -> G e. UPGraph )
53	51, 52	ax-mp 5	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- G e. UPGraph
54	53	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( T. -> G e. UPGraph )
55	13, 40, 43, 49, 50, 54	vtxdgfif 16217	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( T. -> (VtxDeg ` G ) : ( 0 ... 3 ) --> NN0 )
56	55	mptru 1407	. . . . . . . . . . . 12 |- (VtxDeg ` G ) : ( 0 ... 3 ) --> NN0
57	56	ffvelcdmi 5789	. . . . . . . . . . 11 |- ( x e. ( 0 ... 3 ) -> ( (VtxDeg ` G ) ` x ) e. NN0 )
58	57, 1	eleq2s 2326	. . . . . . . . . 10 |- ( x e. V -> ( (VtxDeg ` G ) ` x ) e. NN0 )
59	58	nn0zd 9644	. . . . . . . . 9 |- ( x e. V -> ( (VtxDeg ` G ) ` x ) e. ZZ )
60		dvdsdc 12422	. . . . . . . . 9 |- ( ( 2 e. NN /\ ( (VtxDeg ` G ) ` x ) e. ZZ ) -> DECID 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) )
61	11, 59, 60	sylancr 414	. . . . . . . 8 |- ( x e. V -> DECID 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) )
62		dcn 850	. . . . . . . 8 |- (DECID 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) -> DECID -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) )
63	61, 62	syl 14	. . . . . . 7 |- ( x e. V -> DECID -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) )
64	63	rgen 2586	. . . . . 6 |- A. x e. V DECID -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x )
65	64	a1i 9	. . . . 5 |- ( T. -> A. x e. V DECID -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) )
66	10, 65	ssfirab 7172	. . . 4 |- ( T. -> { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } e. Fin )
67	66	mptru 1407	. . 3 |- { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } e. Fin
68	16	a1i 9	. . . . 5 |- ( T. -> 0 e. NN0 )
69	17	a1i 9	. . . . 5 |- ( T. -> 1 e. NN0 )
70	25	a1i 9	. . . . 5 |- ( T. -> 3 e. NN0 )
71		0ne1 9252	. . . . . 6 |- 0 =/= 1
72	71	a1i 9	. . . . 5 |- ( T. -> 0 =/= 1 )
73		3ne0 9280	. . . . . . 7 |- 3 =/= 0
74	73	necomi 2488	. . . . . 6 |- 0 =/= 3
75	74	a1i 9	. . . . 5 |- ( T. -> 0 =/= 3 )
76		1re 8221	. . . . . . 7 |- 1 e. RR
77		1lt3 9357	. . . . . . 7 |- 1 < 3
78	76, 77	ltneii 8318	. . . . . 6 |- 1 =/= 3
79	78	a1i 9	. . . . 5 |- ( T. -> 1 =/= 3 )
80	68, 69, 70, 72, 75, 79	tpfidisj 7164	. . . 4 |- ( T. -> { 0 , 1 , 3 } e. Fin )
81	80	mptru 1407	. . 3 |- { 0 , 1 , 3 } e. Fin
82		fihashss 11126	. . 3 |- ( ( { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } e. Fin /\ { 0 , 1 , 3 } e. Fin /\ { 0 , 1 , 3 } C_ { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) -> (♯ ` { 0 , 1 , 3 } ) <_ (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) )
83	67, 81, 82	mp3an12 1364	. 2 |- ( { 0 , 1 , 3 } C_ { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } -> (♯ ` { 0 , 1 , 3 } ) <_ (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) )
84	71, 78, 73	3pm3.2i 1202	. . . . 5 |- ( 0 =/= 1 /\ 1 =/= 3 /\ 3 =/= 0 )
85		c0ex 8216	. . . . . 6 |- 0 e. _V
86		1ex 8217	. . . . . 6 |- 1 e. _V
87		3ex 9261	. . . . . 6 |- 3 e. _V
88		hashtpg 11157	. . . . . 6 |- ( ( 0 e. _V /\ 1 e. _V /\ 3 e. _V ) -> ( ( 0 =/= 1 /\ 1 =/= 3 /\ 3 =/= 0 ) <-> (♯ ` { 0 , 1 , 3 } ) = 3 ) )
89	85, 86, 87, 88	mp3an 1374	. . . . 5 |- ( ( 0 =/= 1 /\ 1 =/= 3 /\ 3 =/= 0 ) <-> (♯ ` { 0 , 1 , 3 } ) = 3 )
90	84, 89	mpbi 145	. . . 4 |- (♯ ` { 0 , 1 , 3 } ) = 3
91	90	breq1i 4100	. . 3 |- ( (♯ ` { 0 , 1 , 3 } ) <_ (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) <-> 3 <_ (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) )
92		df-3 9245	. . . . 5 |- 3 = ( 2 + 1 )
93	92	breq1i 4100	. . . 4 |- ( 3 <_ (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) <-> ( 2 + 1 ) <_ (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) )
94		2z 9551	. . . . 5 |- 2 e. ZZ
95		hashcl 11089	. . . . . . 7 |- ( { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } e. Fin -> (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) e. NN0 )
96	67, 95	ax-mp 5	. . . . . 6 |- (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) e. NN0
97	96	nn0zi 9545	. . . . 5 |- (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) e. ZZ
98		zltp1le 9578	. . . . 5 |- ( ( 2 e. ZZ /\ (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) e. ZZ ) -> ( 2 < (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) <-> ( 2 + 1 ) <_ (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) ) )
99	94, 97, 98	mp2an 426	. . . 4 |- ( 2 < (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) <-> ( 2 + 1 ) <_ (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) )
100	93, 99	sylbb2 138	. . 3 |- ( 3 <_ (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) -> 2 < (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) )
101	91, 100	sylbi 121	. 2 |- ( (♯ ` { 0 , 1 , 3 } ) <_ (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) -> 2 < (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } ) )
102	4, 83, 101	mp2b 8	1 |- 2 < (♯ ` { x e. V | -. 2 || ( (VtxDeg ` G ) ` x ) } )

Syntax hints:   -. wn 3   <-> wb 105  DECID wdc 842   /\ w3a 1005   = wceq 1398   T. wtru 1399   e. wcel 2202   =/= wne 2403   A.wral 2511   {crab 2515   _Vcvv 2803   C_ wss 3201   {cpr 3674   {ctp 3675   <.cop 3676   class class class wbr 4093   dom cdm 4731   -->wf 5329   ` cfv 5333  (class class class)co 6028   Fincfn 6952   0cc0 8075   1c1 8076   + caddc 8078   < clt 8256   <_ cle 8257   NNcn 9185   2c2 9236   3c3 9237   NN0cn0 9444   ZZcz 9523   ...cfz 10288  ..^cfzo 10422  ♯chash 11083  Word cword 11162   <"cs7 11384   || cdvds 12411  Vtxcvtx 15936  iEdgciedg 15937  UPGraphcupgr 16015  UMGraphcumgr 16016  VtxDegcvtxdg 16210

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4209  ax-sep 4212  ax-nul 4220  ax-pow 4270  ax-pr 4305  ax-un 4536  ax-setind 4641  ax-iinf 4692  ax-cnex 8166  ax-resscn 8167  ax-1cn 8168  ax-1re 8169  ax-icn 8170  ax-addcl 8171  ax-addrcl 8172  ax-mulcl 8173  ax-mulrcl 8174  ax-addcom 8175  ax-mulcom 8176  ax-addass 8177  ax-mulass 8178  ax-distr 8179  ax-i2m1 8180  ax-0lt1 8181  ax-1rid 8182  ax-0id 8183  ax-rnegex 8184  ax-precex 8185  ax-cnre 8186  ax-pre-ltirr 8187  ax-pre-ltwlin 8188  ax-pre-lttrn 8189  ax-pre-apti 8190  ax-pre-ltadd 8191  ax-pre-mulgt0 8192  ax-pre-mulext 8193  ax-arch 8194

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-xor 1421  df-nf 1510  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2364  df-ne 2404  df-nel 2499  df-ral 2516  df-rex 2517  df-reu 2518  df-rmo 2519  df-rab 2520  df-v 2805  df-sbc 3033  df-csb 3129  df-dif 3203  df-un 3205  df-in 3207  df-ss 3214  df-nul 3497  df-if 3608  df-pw 3658  df-sn 3679  df-pr 3680  df-tp 3681  df-op 3682  df-uni 3899  df-int 3934  df-iun 3977  df-br 4094  df-opab 4156  df-mpt 4157  df-tr 4193  df-id 4396  df-po 4399  df-iso 4400  df-iord 4469  df-on 4471  df-ilim 4472  df-suc 4474  df-iom 4695  df-xp 4737  df-rel 4738  df-cnv 4739  df-co 4740  df-dm 4741  df-rn 4742  df-res 4743  df-ima 4744  df-iota 5293  df-fun 5335  df-fn 5336  df-f 5337  df-f1 5338  df-fo 5339  df-f1o 5340  df-fv 5341  df-riota 5981  df-ov 6031  df-oprab 6032  df-mpo 6033  df-1st 6312  df-2nd 6313  df-recs 6514  df-irdg 6579  df-frec 6600  df-1o 6625  df-2o 6626  df-oadd 6629  df-er 6745  df-en 6953  df-dom 6954  df-fin 6955  df-pnf 8258  df-mnf 8259  df-xr 8260  df-ltxr 8261  df-le 8262  df-sub 8394  df-neg 8395  df-reap 8797  df-ap 8804  df-div 8895  df-inn 9186  df-2 9244  df-3 9245  df-4 9246  df-5 9247  df-6 9248  df-7 9249  df-8 9250  df-9 9251  df-n0 9445  df-z 9524  df-dec 9656  df-uz 9800  df-q 9898  df-rp 9933  df-xadd 10052  df-fz 10289  df-fzo 10423  df-fl 10576  df-mod 10631  df-ihash 11084  df-word 11163  df-concat 11217  df-s1 11242  df-s2 11386  df-s3 11387  df-s4 11388  df-s5 11389  df-s6 11390  df-s7 11391  df-dvds 12412  df-ndx 13148  df-slot 13149  df-base 13151  df-edgf 15929  df-vtx 15938  df-iedg 15939  df-upgren 16017  df-umgren 16018  df-vtxdg 16211

This theorem is referenced by:  konigsberg  16417