Theorem cusgr3vnbpr 29412

Description: The neighbors of a vertex in a simple graph with three elements are unordered pairs of the other vertices if and only if the graph is complete. (Contributed by Alexander van der Vekens, 18-Oct-2017.) (Revised by AV, 5-Nov-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
cplgr3v.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
cplgr3v.t	⊢ (Vtx‘𝐺) = {𝐴, 𝐵, 𝐶}
cplgr3v.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
cusgr3vnbpr	⊢ (((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ 𝐺 ∈ USGraph ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → (𝐺 ∈ ComplGraph ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑉 ∃𝑦 ∈ 𝑉 ∃𝑧 ∈ (𝑉 ∖ {𝑦})(𝐺 NeighbVtx 𝑥) = {𝑦, 𝑧}))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴,𝑦,𝑧   𝑥,𝐵,𝑦,𝑧   𝑥,𝐶,𝑦,𝑧   𝑥,𝐸,𝑦,𝑧   𝑥,𝐺,𝑦,𝑧   𝑥,𝑉,𝑦,𝑧   𝑦,𝑋   𝑦,𝑌   𝑦,𝑍

Allowed substitution hints:   𝑋(𝑥,𝑧)   𝑌(𝑥,𝑧)   𝑍(𝑥,𝑧)

Proof of Theorem cusgr3vnbpr

Step	Hyp	Ref	Expression
1		usgrupgr 29161	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ USGraph → 𝐺 ∈ UPGraph)
2		cplgr3v.e	. . . 4 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
3		cplgr3v.t	. . . 4 ⊢ (Vtx‘𝐺) = {𝐴, 𝐵, 𝐶}
4	2, 3	cplgr3v 29411	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ 𝐺 ∈ UPGraph ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → (𝐺 ∈ ComplGraph ↔ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸)))
5	1, 4	syl3an2 1164	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ 𝐺 ∈ USGraph ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → (𝐺 ∈ ComplGraph ↔ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸)))
6		cplgr3v.v	. . 3 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
7		simp2 1137	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ 𝐺 ∈ USGraph ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → 𝐺 ∈ USGraph)
8	6, 3	eqtri 2754	. . . 4 ⊢ 𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶}
9	8	a1i 11	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ 𝐺 ∈ USGraph ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → 𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶})
10		simp1 1136	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ 𝐺 ∈ USGraph ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍))
11		simp3 1138	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ 𝐺 ∈ USGraph ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶))
12	6, 2, 7, 9, 10, 11	nb3grpr 29358	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ 𝐺 ∈ USGraph ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑉 ∃𝑦 ∈ 𝑉 ∃𝑧 ∈ (𝑉 ∖ {𝑦})(𝐺 NeighbVtx 𝑥) = {𝑦, 𝑧}))
13	5, 12	bitrd 279	1 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ 𝐺 ∈ USGraph ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → (𝐺 ∈ ComplGraph ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑉 ∃𝑦 ∈ 𝑉 ∃𝑧 ∈ (𝑉 ∖ {𝑦})(𝐺 NeighbVtx 𝑥) = {𝑦, 𝑧}))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ w3a 1086   = wceq 1541   ∈ wcel 2111   ≠ wne 2928  ∀wral 3047  ∃wrex 3056   ∖ cdif 3899  {csn 4576  {cpr 4578  {ctp 4580  ‘cfv 6481  (class class class)co 7346  Vtxcvtx 28972  Edgcedg 29023  UPGraphcupgr 29056  USGraphcusgr 29125   NeighbVtx cnbgr 29308  ComplGraphccplgr 29385

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-sep 5234  ax-nul 5244  ax-pow 5303  ax-pr 5370  ax-un 7668  ax-cnex 11059  ax-resscn 11060  ax-1cn 11061  ax-icn 11062  ax-addcl 11063  ax-addrcl 11064  ax-mulcl 11065  ax-mulrcl 11066  ax-mulcom 11067  ax-addass 11068  ax-mulass 11069  ax-distr 11070  ax-i2m1 11071  ax-1ne0 11072  ax-1rid 11073  ax-rnegex 11074  ax-rrecex 11075  ax-cnre 11076  ax-pre-lttri 11077  ax-pre-lttrn 11078  ax-pre-ltadd 11079  ax-pre-mulgt0 11080

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-nel 3033  df-ral 3048  df-rex 3057  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4284  df-if 4476  df-pw 4552  df-sn 4577  df-pr 4579  df-tp 4581  df-op 4583  df-uni 4860  df-int 4898  df-iun 4943  df-br 5092  df-opab 5154  df-mpt 5173  df-tr 5199  df-id 5511  df-eprel 5516  df-po 5524  df-so 5525  df-fr 5569  df-we 5571  df-xp 5622  df-rel 5623  df-cnv 5624  df-co 5625  df-dm 5626  df-rn 5627  df-res 5628  df-ima 5629  df-pred 6248  df-ord 6309  df-on 6310  df-lim 6311  df-suc 6312  df-iota 6437  df-fun 6483  df-fn 6484  df-f 6485  df-f1 6486  df-fo 6487  df-f1o 6488  df-fv 6489  df-riota 7303  df-ov 7349  df-oprab 7350  df-mpo 7351  df-om 7797  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-frecs 8211  df-wrecs 8242  df-recs 8291  df-rdg 8329  df-1o 8385  df-2o 8386  df-oadd 8389  df-er 8622  df-en 8870  df-dom 8871  df-sdom 8872  df-fin 8873  df-dju 9791  df-card 9829  df-pnf 11145  df-mnf 11146  df-xr 11147  df-ltxr 11148  df-le 11149  df-sub 11343  df-neg 11344  df-nn 12123  df-2 12185  df-n0 12379  df-xnn0 12452  df-z 12466  df-uz 12730  df-fz 13405  df-hash 14235  df-edg 29024  df-upgr 29058  df-umgr 29059  df-uspgr 29126  df-usgr 29127  df-nbgr 29309  df-uvtx 29362  df-cplgr 29387

This theorem is referenced by: (None)