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

Theorem konigsberg 16832
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 16820 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 16831 . . . 4 2 < (♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)})
5 elpri 3732 . . . . 5 ((♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) ∈ {0, 2} → ((♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 0 ∨ (♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 2))
6 2pos 9397 . . . . . . . 8 0 < 2
7 0re 8326 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℝ
8 2re 9376 . . . . . . . . 9 2 ∈ ℝ
97, 8ltnsymi 8426 . . . . . . . 8 (0 < 2 → ¬ 2 < 0)
106, 9ax-mp 5 . . . . . . 7 ¬ 2 < 0
11 breq2 4134 . . . . . . 7 ((♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 0 → (2 < (♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) ↔ 2 < 0))
1210, 11mtbiri 686 . . . . . 6 ((♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 0 → ¬ 2 < (♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}))
138ltnri 8419 . . . . . . 7 ¬ 2 < 2
14 breq2 4134 . . . . . . 7 ((♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 2 → (2 < (♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) ↔ 2 < 2))
1513, 14mtbiri 686 . . . . . 6 ((♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 2 → ¬ 2 < (♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}))
1612, 15jaoi 728 . . . . 5 (((♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 0 ∨ (♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) = 2) → ¬ 2 < (♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}))
175, 16syl 14 . . . 4 ((♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) ∈ {0, 2} → ¬ 2 < (♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}))
184, 17mt2 649 . . 3 ¬ (♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) ∈ {0, 2}
191, 2, 3konigsbergumgr 16826 . . . 4 𝐺 ∈ UMGraph
20 0z 9659 . . . . . 6 0 ∈ ℤ
21 3z 9677 . . . . . 6 3 ∈ ℤ
22 fzfig 10880 . . . . . 6 ((0 ∈ ℤ ∧ 3 ∈ ℤ) → (0...3) ∈ Fin)
2320, 21, 22mp2an 430 . . . . 5 (0...3) ∈ Fin
241, 23eqeltri 2311 . . . 4 𝑉 ∈ Fin
253fveq2i 5698 . . . . . 6 (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘⟨𝑉, 𝐸⟩)
2624elexi 2834 . . . . . . 7 𝑉 ∈ V
27 0nn0 9582 . . . . . . . . . . . 12 0 ∈ ℕ0
28 1nn0 9583 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ ℕ0
29 prexg 4349 . . . . . . . . . . . 12 ((0 ∈ ℕ0 ∧ 1 ∈ ℕ0) → {0, 1} ∈ V)
3027, 28, 29mp2an 430 . . . . . . . . . . 11 {0, 1} ∈ V
3130a1i 9 . . . . . . . . . 10 (⊤ → {0, 1} ∈ V)
32 2nn0 9584 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ ℕ0
33 prexg 4349 . . . . . . . . . . . 12 ((0 ∈ ℕ0 ∧ 2 ∈ ℕ0) → {0, 2} ∈ V)
3427, 32, 33mp2an 430 . . . . . . . . . . 11 {0, 2} ∈ V
3534a1i 9 . . . . . . . . . 10 (⊤ → {0, 2} ∈ V)
36 3nn0 9585 . . . . . . . . . . . 12 3 ∈ ℕ0
37 prexg 4349 . . . . . . . . . . . 12 ((0 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0) → {0, 3} ∈ V)
3827, 36, 37mp2an 430 . . . . . . . . . . 11 {0, 3} ∈ V
3938a1i 9 . . . . . . . . . 10 (⊤ → {0, 3} ∈ V)
40 prexg 4349 . . . . . . . . . . . 12 ((1 ∈ ℕ0 ∧ 2 ∈ ℕ0) → {1, 2} ∈ V)
4128, 32, 40mp2an 430 . . . . . . . . . . 11 {1, 2} ∈ V
4241a1i 9 . . . . . . . . . 10 (⊤ → {1, 2} ∈ V)
43 prexg 4349 . . . . . . . . . . . 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 11569 . . . . . . . . 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 16361 . . . . . . 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 16820 . . . 4 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ ∃𝑗 𝑗 ∈ (EulerPaths‘𝐺) ∧ 𝑉 ∈ Fin) → (♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 2 ∥ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑥)}) ∈ {0, 2})
5319, 24, 52mp3an13 1369 . . 3 (∃𝑗 𝑗 ∈ (EulerPaths‘𝐺) → (♯‘{𝑥𝑉 ∣ ¬ 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 4130  cfv 5377  (class class class)co 6085  Fincfn 7022  0cc0 8179  1c1 8180   < clt 8360  2c2 9357  3c3 9358  0cn0 9567  cz 9648  ...cfz 10421  chash 11228  Word cword 11318  ⟨“cs7 11540  cdvds 12570  Vtxcvtx 16351  UMGraphcumgr 16431  VtxDegcvtxdg 16625  EulerPathsceupth 16781
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 4246  ax-sep 4249  ax-nul 4259  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-iinf 4735  ax-cnex 8270  ax-resscn 8271  ax-1cn 8272  ax-1re 8273  ax-icn 8274  ax-addcl 8275  ax-addrcl 8276  ax-mulcl 8277  ax-mulrcl 8278  ax-addcom 8279  ax-mulcom 8280  ax-addass 8281  ax-mulass 8282  ax-distr 8283  ax-i2m1 8284  ax-0lt1 8285  ax-1rid 8286  ax-0id 8287  ax-rnegex 8288  ax-precex 8289  ax-cnre 8290  ax-pre-ltirr 8291  ax-pre-ltwlin 8292  ax-pre-lttrn 8293  ax-pre-apti 8294  ax-pre-ltadd 8295  ax-pre-mulgt0 8296  ax-pre-mulext 8297  ax-arch 8298
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 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-tr 4230  df-id 4438  df-po 4441  df-iso 4442  df-iord 4511  df-on 4513  df-ilim 4514  df-suc 4516  df-iom 4738  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-riota 6038  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-1st 6374  df-2nd 6375  df-recs 6576  df-irdg 6641  df-frec 6662  df-1o 6687  df-2o 6688  df-oadd 6691  df-er 6807  df-map 6924  df-en 7023  df-dom 7024  df-fin 7025  df-pnf 8362  df-mnf 8363  df-xr 8364  df-ltxr 8365  df-le 8366  df-sub 8500  df-neg 8501  df-reap 8905  df-ap 8912  df-div 9005  df-inn 9307  df-2 9365  df-3 9366  df-4 9367  df-5 9368  df-6 9369  df-7 9370  df-8 9371  df-9 9372  df-n0 9568  df-z 9649  df-dec 9782  df-uz 9931  df-q 10029  df-rp 10065  df-xadd 10185  df-fz 10422  df-fzo 10560  df-fl 10715  df-mod 10773  df-seqfrec 10898  df-exp 10989  df-ihash 11229  df-word 11319  df-concat 11373  df-s1 11398  df-s2 11542  df-s3 11543  df-s4 11544  df-s5 11545  df-s6 11546  df-s7 11547  df-cj 11621  df-re 11622  df-im 11623  df-rsqrt 11778  df-abs 11779  df-dvds 12571  df-ndx 13404  df-slot 13405  df-base 13407  df-edgf 16344  df-vtx 16353  df-iedg 16354  df-edg 16397  df-uhgrm 16408  df-ushgrm 16409  df-upgren 16432  df-umgren 16433  df-uspgren 16494  df-subgr 16593  df-vtxdg 16626  df-wlks 16657  df-trls 16720  df-eupth 16782
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator