Theorem umgredg 16140

Description: For each edge in a multigraph, there are two distinct vertices which are connected by this edge. (Contributed by Alexander van der Vekens, 9-Dec-2017.) (Revised by AV, 25-Nov-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
upgredg.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
upgredg.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
umgredg	⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐶 ∈ 𝐸) → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏}))

Distinct variable groups:   𝐶,𝑎,𝑏   𝐺,𝑎,𝑏   𝑉,𝑎,𝑏

Allowed substitution hints:   𝐸(𝑎,𝑏)

Proof of Theorem umgredg

Step	Hyp	Ref	Expression
1		upgredg.e	. . . . 5 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
2	1	eleq2i 2299	. . . 4 ⊢ (𝐶 ∈ 𝐸 ↔ 𝐶 ∈ (Edg‘𝐺))
3		edgumgren 16137	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐶 ∈ (Edg‘𝐺)) → (𝐶 ∈ 𝒫 (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ≈ 2o))
4	2, 3	sylan2b 287	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐶 ∈ 𝐸) → (𝐶 ∈ 𝒫 (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ≈ 2o))
5		en2prde 7490	. . . . 5 ⊢ (𝐶 ≈ 2o → ∃𝑎∃𝑏(𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏}))
6	5	adantl 277	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ 𝒫 (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ≈ 2o) → ∃𝑎∃𝑏(𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏}))
7		eleq1 2295	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐶 = {𝑎, 𝑏} → (𝐶 ∈ 𝒫 (Vtx‘𝐺) ↔ {𝑎, 𝑏} ∈ 𝒫 (Vtx‘𝐺)))
8		zfpair2 4323	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ {𝑎, 𝑏} ∈ V
9	8	elpw 3675	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝒫 (Vtx‘𝐺) ↔ {𝑎, 𝑏} ⊆ (Vtx‘𝐺))
10		vex 2816	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝑎 ∈ V
11		vex 2816	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝑏 ∈ V
12	10, 11	prss 3850	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉) ↔ {𝑎, 𝑏} ⊆ 𝑉)
13		upgredg.v	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
14	13	sseq2i 3265	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ({𝑎, 𝑏} ⊆ 𝑉 ↔ {𝑎, 𝑏} ⊆ (Vtx‘𝐺))
15	12, 14	sylbbr 136	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ({𝑎, 𝑏} ⊆ (Vtx‘𝐺) → (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉))
16	9, 15	sylbi 121	. . . . . . . . . 10 ⊢ ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝒫 (Vtx‘𝐺) → (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉))
17	7, 16	biimtrdi 163	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐶 = {𝑎, 𝑏} → (𝐶 ∈ 𝒫 (Vtx‘𝐺) → (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)))
18	17	adantrd 279	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐶 = {𝑎, 𝑏} → ((𝐶 ∈ 𝒫 (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ≈ 2o) → (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)))
19	18	adantl 277	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏}) → ((𝐶 ∈ 𝒫 (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ≈ 2o) → (𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉)))
20	19	imdistanri 446	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶 ∈ 𝒫 (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ≈ 2o) ∧ (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏})) → ((𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉) ∧ (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏})))
21	20	ex 115	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ 𝒫 (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ≈ 2o) → ((𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏}) → ((𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉) ∧ (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏}))))
22	21	2eximdv 1931	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ 𝒫 (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ≈ 2o) → (∃𝑎∃𝑏(𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏}) → ∃𝑎∃𝑏((𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉) ∧ (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏}))))
23	6, 22	mpd 13	. . 3 ⊢ ((𝐶 ∈ 𝒫 (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ≈ 2o) → ∃𝑎∃𝑏((𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉) ∧ (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏})))
24	4, 23	syl 14	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐶 ∈ 𝐸) → ∃𝑎∃𝑏((𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉) ∧ (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏})))
25		r2ex 2562	. 2 ⊢ (∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏}) ↔ ∃𝑎∃𝑏((𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑉) ∧ (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏})))
26	24, 25	sylibr 134	1 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐶 ∈ 𝐸) → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝐶 = {𝑎, 𝑏}))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1398  ∃wex 1541   ∈ wcel 2203   ≠ wne 2412  ∃wrex 2521   ⊆ wss 3211  𝒫 cpw 3669  {cpr 3690   class class class wbr 4109  ‘cfv 5352  2_oc2o 6641   ≈ cen 6973  Vtxcvtx 16007  Edgcedg 16052  UMGraphcumgr 16087

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 2205  ax-14 2206  ax-ext 2214  ax-sep 4228  ax-nul 4236  ax-pow 4287  ax-pr 4322  ax-un 4554  ax-setind 4659  ax-iinf 4710  ax-cnex 8218  ax-resscn 8219  ax-1cn 8220  ax-1re 8221  ax-icn 8222  ax-addcl 8223  ax-addrcl 8224  ax-mulcl 8225  ax-addcom 8227  ax-mulcom 8228  ax-addass 8229  ax-mulass 8230  ax-distr 8231  ax-i2m1 8232  ax-1rid 8234  ax-0id 8235  ax-rnegex 8236  ax-cnre 8238

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2083  df-mo 2084  df-clab 2219  df-cleq 2225  df-clel 2228  df-nfc 2373  df-ne 2413  df-ral 2525  df-rex 2526  df-reu 2527  df-rab 2529  df-v 2815  df-sbc 3043  df-csb 3139  df-dif 3213  df-un 3215  df-in 3217  df-ss 3224  df-nul 3509  df-if 3621  df-pw 3671  df-sn 3695  df-pr 3696  df-op 3698  df-uni 3915  df-int 3950  df-br 4110  df-opab 4172  df-mpt 4173  df-tr 4209  df-id 4414  df-iord 4487  df-on 4489  df-suc 4492  df-iom 4713  df-xp 4755  df-rel 4756  df-cnv 4757  df-co 4758  df-dm 4759  df-rn 4760  df-res 4761  df-ima 4762  df-iota 5312  df-fun 5354  df-fn 5355  df-f 5356  df-f1 5357  df-fo 5358  df-f1o 5359  df-fv 5360  df-riota 6003  df-ov 6053  df-oprab 6054  df-mpo 6055  df-1st 6334  df-2nd 6335  df-1o 6647  df-2o 6648  df-er 6767  df-en 6976  df-sub 8446  df-inn 9238  df-2 9296  df-3 9297  df-4 9298  df-5 9299  df-6 9300  df-7 9301  df-8 9302  df-9 9303  df-n0 9497  df-dec 9710  df-ndx 13215  df-slot 13216  df-base 13218  df-edgf 16000  df-vtx 16009  df-iedg 16010  df-edg 16053  df-umgren 16089

This theorem is referenced by:  usgredg  16195