ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  konigsberg GIF version

Theorem konigsberg 16956
Description: The Königsberg Bridge problem. If 𝐺 is the Königsberg graph, i.e. a graph on four vertices 0, 1, 2, 3, with edges {0, 1}, {0, 2}, {0, 3}, {1, 2}, {1, 2}, {2, 3}, {2, 3}, then vertices 0, 1, 3 each have degree three, and 2 has degree five, so there are four vertices of odd degree and thus by eulerpathum 16944 the graph cannot have an Eulerian path. It is sufficient to show that there are 3 vertices of odd degree, since a graph having an Eulerian path can only have 0 or 2 vertices of odd degree. This is Metamath 100 proof #54. (Contributed by Mario Carneiro, 11-Mar-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 28-Feb-2016.) (Revised by AV, 9-Mar-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
konigsberg (EulerPaths‘𝐺) = ∅

Proof of Theorem konigsberg
Dummy variables 𝑥 𝑗 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 konigsberg.v . . . . 5 𝑉 = (0...3)
2 konigsberg.e . . . . 5 𝐸 = ⟨“{0, 1} {0, 2} {0, 3} {1, 2} {1, 2} {2, 3} {2, 3}”⟩
3 konigsberg.g . . . . 5 𝐺 = ⟨𝑉, 𝐸⟩
41, 2, 3konigsberglem5 16955 . . . 4 2 < (♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)})
5 elpri 3732 . . . . 5 ((♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) ∈ {0, 2} → ((♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 0 ∨ (♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 2))
6 2pos 9404 . . . . . . . 8 0 < 2
7 0re 8332 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℝ
8 2re 9383 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℝ
97, 8ltnsymi 8432 . . . . . . . 8 (0 < 2 → ¬ 2 < 0)
106, 9ax-mp 5 . . . . . . 7 ¬ 2 < 0
11 breq2 4135 . . . . . . 7 ((♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 0 → (2 < (♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) ↔ 2 < 0))
1210, 11mtbiri 686 . . . . . 6 ((♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 0 → ¬ 2 < (♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}))
138ltnri 8425 . . . . . . 7 ¬ 2 < 2
14 breq2 4135 . . . . . . 7 ((♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 2 → (2 < (♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) ↔ 2 < 2))
1513, 14mtbiri 686 . . . . . 6 ((♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 2 → ¬ 2 < (♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}))
1612, 15jaoi 728 . . . . 5 (((♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 0 ∨ (♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 2) → ¬ 2 < (♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}))
175, 16syl 14 . . . 4 ((♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) ∈ {0, 2} → ¬ 2 < (♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}))
184, 17mt2 649 . . 3 ¬ (♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) ∈ {0, 2}
191, 2, 3konigsbergumgr 16950 . . . 4 𝐺 ∈ UMGraph
20 0z 9664 . . . . . 6 0 ∈ ℤ
21 3z 9682 . . . . . 6 3 ∈ ℤ
22 fzfig 10887 . . . . . 6 ((0 ∈ ℤ ∧ 3 ∈ ℤ) → (0...3) ∈ Fin)
2320, 21, 22mp2an 430 . . . . 5 (0...3) ∈ Fin
241, 23eqeltri 2311 . . . 4 𝑉 ∈ Fin
253fveq2i 5701 . . . . . 6 (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘⟨𝑉, 𝐸⟩)
2624elexi 2834 . . . . . . 7 𝑉 ∈ V
27 0nn0 9589 . . . . . . . . . . . 12 0 ∈ ℕ0
28 1nn0 9590 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℕ0
29 prexg 4351 . . . . . . . . . . . 12 ((0 ∈ ℕ0 ∧ 1 ∈ ℕ0) → {0, 1} ∈ V)
3027, 28, 29mp2an 430 . . . . . . . . . . 11 {0, 1} ∈ V
3130a1i 9 . . . . . . . . . 10 (⊤ → {0, 1} ∈ V)
32 2nn0 9591 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℕ0
33 prexg 4351 . . . . . . . . . . . 12 ((0 ∈ ℕ0 ∧ 2 ∈ ℕ0) → {0, 2} ∈ V)
3427, 32, 33mp2an 430 . . . . . . . . . . 11 {0, 2} ∈ V
3534a1i 9 . . . . . . . . . 10 (⊤ → {0, 2} ∈ V)
36 3nn0 9592 . . . . . . . . . . . 12 3 ∈ ℕ0
37 prexg 4351 . . . . . . . . . . . 12 ((0 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0) → {0, 3} ∈ V)
3827, 36, 37mp2an 430 . . . . . . . . . . 11 {0, 3} ∈ V
3938a1i 9 . . . . . . . . . 10 (⊤ → {0, 3} ∈ V)
40 prexg 4351 . . . . . . . . . . . 12 ((1 ∈ ℕ0 ∧ 2 ∈ ℕ0) → {1, 2} ∈ V)
4128, 32, 40mp2an 430 . . . . . . . . . . 11 {1, 2} ∈ V
4241a1i 9 . . . . . . . . . 10 (⊤ → {1, 2} ∈ V)
43 prexg 4351 . . . . . . . . . . . 12 ((2 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0) → {2, 3} ∈ V)
4432, 36, 43mp2an 430 . . . . . . . . . . 11 {2, 3} ∈ V
4544a1i 9 . . . . . . . . . 10 (⊤ → {2, 3} ∈ V)
4631, 35, 39, 42, 42, 45, 45s7cld 11576 . . . . . . . . 9 (⊤ → ⟨“{0, 1} {0, 2} {0, 3} {1, 2} {1, 2} {2, 3} {2, 3}”⟩ ∈ Word V)
4746mptru 1411 . . . . . . . 8 ⟨“{0, 1} {0, 2} {0, 3} {1, 2} {1, 2} {2, 3} {2, 3}”⟩ ∈ Word V
482, 47eqeltri 2311 . . . . . . 7 𝐸 ∈ Word V
49 opvtxfv 16485 . . . . . . 7 ((𝑉 ∈ V ∧ 𝐸 ∈ Word V) → (Vtx‘⟨𝑉, 𝐸⟩) = 𝑉)
5026, 48, 49mp2an 430 . . . . . 6 (Vtx‘⟨𝑉, 𝐸⟩) = 𝑉
5125, 50eqtr2i 2260 . . . . 5 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
5251eulerpathum 16944 . . . 4 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ ∃𝑗 𝑗 ∈ (EulerPaths‘𝐺) ∧ 𝑉 ∈ Fin) → (♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) ∈ {0, 2})
5319, 24, 52mp3an13 1369 . . 3 (∃𝑗 𝑗 ∈ (EulerPaths‘𝐺) → (♯‘{𝑥 ∈ 𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) ∈ {0, 2})
5418, 53mto 672 . 2 ¬ ∃𝑗 𝑗 ∈ (EulerPaths‘𝐺)
55 notm0 3542 . 2 (¬ ∃𝑗 𝑗 ∈ (EulerPaths‘𝐺) ↔ (EulerPaths‘𝐺) = ∅)
5654, 55mpbi 145 1 (EulerPaths‘𝐺) = ∅
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   ∨ wo 720   = wceq 1402  ⊤wtru 1403  ∃wex 1545   ∈ wcel 2209  {crab 2532  Vcvv 2821  ∅c0 3520  {cpr 3710  ⟨cop 3712   class class class wbr 4131  ‘cfv 5380  (class class class)co 6088  Fincfn 7028  0cc0 8185  1c1 8186   < clt 8366  2c2 9364  3c3 9365  ℕ0cn0 9574  ℤcz 9653  ...cfz 10427  ♯chash 11235  Word cword 11325  ⟨“cs7 11547   ∥ cdvds 12578  Vtxcvtx 16475  UMGraphcumgr 16555  VtxDegcvtxdg 16749  EulerPathsceupth 16905
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4248  ax-sep 4251  ax-nul 4261  ax-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-setind 4686  ax-iinf 4737  ax-cnex 8276  ax-resscn 8277  ax-1cn 8278  ax-1re 8279  ax-icn 8280  ax-addcl 8281  ax-addrcl 8282  ax-mulcl 8283  ax-mulrcl 8284  ax-addcom 8285  ax-mulcom 8286  ax-addass 8287  ax-mulass 8288  ax-distr 8289  ax-i2m1 8290  ax-0lt1 8291  ax-1rid 8292  ax-0id 8293  ax-rnegex 8294  ax-precex 8295  ax-cnre 8296  ax-pre-ltirr 8297  ax-pre-ltwlin 8298  ax-pre-lttrn 8299  ax-pre-apti 8300  ax-pre-ltadd 8301  ax-pre-mulgt0 8302  ax-pre-mulext 8303  ax-arch 8304
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 843  df-dc 847  df-ifp 991  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-xor 1425  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-tp 3717  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-tr 4232  df-id 4440  df-po 4443  df-iso 4444  df-iord 4513  df-on 4515  df-ilim 4516  df-suc 4518  df-iom 4740  df-xp 4782  df-rel 4783  df-cnv 4784  df-co 4785  df-dm 4786  df-rn 4787  df-res 4788  df-ima 4789  df-iota 5340  df-fun 5382  df-fn 5383  df-f 5384  df-f1 5385  df-fo 5386  df-f1o 5387  df-fv 5388  df-riota 6041  df-ov 6091  df-oprab 6092  df-mpo 6093  df-1st 6378  df-2nd 6379  df-recs 6581  df-irdg 6646  df-frec 6667  df-1o 6692  df-2o 6693  df-oadd 6696  df-er 6812  df-map 6929  df-en 7029  df-dom 7030  df-fin 7031  df-pnf 8368  df-mnf 8369  df-xr 8370  df-ltxr 8371  df-le 8372  df-sub 8506  df-neg 8507  df-reap 8911  df-ap 8918  df-div 9011  df-inn 9314  df-2 9372  df-3 9373  df-4 9374  df-5 9375  df-6 9376  df-7 9377  df-8 9378  df-9 9379  df-n0 9575  df-z 9654  df-dec 9788  df-uz 9937  df-q 10035  df-rp 10071  df-xadd 10191  df-fz 10428  df-fzo 10566  df-fl 10721  df-mod 10780  df-seqfrec 10905  df-exp 10996  df-ihash 11236  df-word 11326  df-concat 11380  df-s1 11405  df-s2 11549  df-s3 11550  df-s4 11551  df-s5 11552  df-s6 11553  df-s7 11554  df-cj 11628  df-re 11629  df-im 11630  df-rsqrt 11785  df-abs 11786  df-dvds 12579  df-ndx 13412  df-slot 13413  df-base 13415  df-edgf 16468  df-vtx 16477  df-iedg 16478  df-edg 16521  df-uhgrm 16532  df-ushgrm 16533  df-upgren 16556  df-umgren 16557  df-uspgren 16618  df-subgr 16717  df-vtxdg 16750  df-wlks 16781  df-trls 16844  df-eupth 16906
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator