Theorem cusgredgex 32796

Description: Any two (distinct) vertices in a complete simple graph are connected to each other by an edge. (Contributed by BTernaryTau, 3-Oct-2023.)

Hypotheses

Ref	Expression
cusgredgex.1	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
cusgredgex.2	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
cusgredgex	⊢ (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴})) → {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸))

Proof of Theorem cusgredgex

Dummy variable 𝑒 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cusgrcplgr 27508	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐺 ∈ ComplUSGraph → 𝐺 ∈ ComplGraph)
2		cusgredgex.1	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
3		cusgredgex.2	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
4	2, 3	cplgredgex 32795	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐺 ∈ ComplGraph → ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴})) → ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒))
5	1, 4	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴})) → ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒))
6	5	imp 410	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}))) → ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒)
7		df-rex 3067	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒 ↔ ∃𝑒(𝑒 ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒))
8	6, 7	sylib 221	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}))) → ∃𝑒(𝑒 ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒))
9		eldifsni 4703	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}) → 𝐵 ≠ 𝐴)
10	9	necomd 2996	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}) → 𝐴 ≠ 𝐵)
11	10	adantl 485	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴})) → 𝐴 ≠ 𝐵)
12		hashprg 13962	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴})) → (𝐴 ≠ 𝐵 ↔ (♯‘{𝐴, 𝐵}) = 2))
13	11, 12	mpbid 235	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴})) → (♯‘{𝐴, 𝐵}) = 2)
14	13	adantl 485	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑒 ∈ 𝐸) ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}))) → (♯‘{𝐴, 𝐵}) = 2)
15		cusgrusgr 27507	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐺 ∈ ComplUSGraph → 𝐺 ∈ USGraph)
16	3	usgredgppr 27284	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑒 ∈ 𝐸) → (♯‘𝑒) = 2)
17	15, 16	sylan 583	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑒 ∈ 𝐸) → (♯‘𝑒) = 2)
18	17	adantr 484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑒 ∈ 𝐸) ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}))) → (♯‘𝑒) = 2)
19	14, 18	eqtr4d 2780	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑒 ∈ 𝐸) ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}))) → (♯‘{𝐴, 𝐵}) = (♯‘𝑒))
20		simpl 486	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑒 ∈ 𝐸) ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}))) → (𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑒 ∈ 𝐸))
21		vex 3412	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 𝑒 ∈ V
22		2nn0 12107	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ 2 ∈ ℕ0
23		hashvnfin 13927	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑒 ∈ V ∧ 2 ∈ ℕ0) → ((♯‘𝑒) = 2 → 𝑒 ∈ Fin))
24	21, 22, 23	mp2an 692	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((♯‘𝑒) = 2 → 𝑒 ∈ Fin)
25	17, 24	syl 17	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑒 ∈ 𝐸) → 𝑒 ∈ Fin)
26		fisshasheq 32786	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑒 ∈ Fin ∧ {𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒 ∧ (♯‘{𝐴, 𝐵}) = (♯‘𝑒)) → {𝐴, 𝐵} = 𝑒)
27	25, 26	syl3an1 1165	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑒 ∈ 𝐸) ∧ {𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒 ∧ (♯‘{𝐴, 𝐵}) = (♯‘𝑒)) → {𝐴, 𝐵} = 𝑒)
28	27	3comr 1127	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((♯‘{𝐴, 𝐵}) = (♯‘𝑒) ∧ (𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑒 ∈ 𝐸) ∧ {𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒) → {𝐴, 𝐵} = 𝑒)
29	28	3exp 1121	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((♯‘{𝐴, 𝐵}) = (♯‘𝑒) → ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑒 ∈ 𝐸) → ({𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒 → {𝐴, 𝐵} = 𝑒)))
30	19, 20, 29	sylc 65	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑒 ∈ 𝐸) ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}))) → ({𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒 → {𝐴, 𝐵} = 𝑒))
31	30	3impa 1112	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑒 ∈ 𝐸 ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}))) → ({𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒 → {𝐴, 𝐵} = 𝑒))
32	31	3com23 1128	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴})) ∧ 𝑒 ∈ 𝐸) → ({𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒 → {𝐴, 𝐵} = 𝑒))
33	32	3expia 1123	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}))) → (𝑒 ∈ 𝐸 → ({𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒 → {𝐴, 𝐵} = 𝑒)))
34	33	imdistand 574	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}))) → ((𝑒 ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒) → (𝑒 ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐵} = 𝑒)))
35	34	eximdv 1925	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}))) → (∃𝑒(𝑒 ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐵} ⊆ 𝑒) → ∃𝑒(𝑒 ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐵} = 𝑒)))
36	8, 35	mpd 15	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}))) → ∃𝑒(𝑒 ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐵} = 𝑒))
37		pm3.22 463	. . . . . 6 ⊢ ((𝑒 ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐵} = 𝑒) → ({𝐴, 𝐵} = 𝑒 ∧ 𝑒 ∈ 𝐸))
38		eqcom 2744	. . . . . . 7 ⊢ ({𝐴, 𝐵} = 𝑒 ↔ 𝑒 = {𝐴, 𝐵})
39	38	anbi1i 627	. . . . . 6 ⊢ (({𝐴, 𝐵} = 𝑒 ∧ 𝑒 ∈ 𝐸) ↔ (𝑒 = {𝐴, 𝐵} ∧ 𝑒 ∈ 𝐸))
40	37, 39	sylib 221	. . . . 5 ⊢ ((𝑒 ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐵} = 𝑒) → (𝑒 = {𝐴, 𝐵} ∧ 𝑒 ∈ 𝐸))
41	40	eximi 1842	. . . 4 ⊢ (∃𝑒(𝑒 ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐵} = 𝑒) → ∃𝑒(𝑒 = {𝐴, 𝐵} ∧ 𝑒 ∈ 𝐸))
42	36, 41	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}))) → ∃𝑒(𝑒 = {𝐴, 𝐵} ∧ 𝑒 ∈ 𝐸))
43		prex 5325	. . . 4 ⊢ {𝐴, 𝐵} ∈ V
44		eleq1 2825	. . . 4 ⊢ (𝑒 = {𝐴, 𝐵} → (𝑒 ∈ 𝐸 ↔ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸))
45	43, 44	ceqsexv 3455	. . 3 ⊢ (∃𝑒(𝑒 = {𝐴, 𝐵} ∧ 𝑒 ∈ 𝐸) ↔ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸)
46	42, 45	sylib 221	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ (𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴}))) → {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸)
47	46	ex 416	1 ⊢ (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ (𝑉 ∖ {𝐴})) → {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1543  ∃wex 1787   ∈ wcel 2110   ≠ wne 2940  ∃wrex 3062  Vcvv 3408   ∖ cdif 3863   ⊆ wss 3866  {csn 4541  {cpr 4543  ‘cfv 6380  Fincfn 8626  2c2 11885  ℕ₀cn0 12090  ♯chash 13896  Vtxcvtx 27087  Edgcedg 27138  USGraphcusgr 27240  ComplGraphccplgr 27497  ComplUSGraphccusgr 27498

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2016  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2708  ax-sep 5192  ax-nul 5199  ax-pow 5258  ax-pr 5322  ax-un 7523  ax-cnex 10785  ax-resscn 10786  ax-1cn 10787  ax-icn 10788  ax-addcl 10789  ax-addrcl 10790  ax-mulcl 10791  ax-mulrcl 10792  ax-mulcom 10793  ax-addass 10794  ax-mulass 10795  ax-distr 10796  ax-i2m1 10797  ax-1ne0 10798  ax-1rid 10799  ax-rnegex 10800  ax-rrecex 10801  ax-cnre 10802  ax-pre-lttri 10803  ax-pre-lttrn 10804  ax-pre-ltadd 10805  ax-pre-mulgt0 10806

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2071  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rab 3070  df-v 3410  df-sbc 3695  df-csb 3812  df-dif 3869  df-un 3871  df-in 3873  df-ss 3883  df-pss 3885  df-nul 4238  df-if 4440  df-pw 4515  df-sn 4542  df-pr 4544  df-tp 4546  df-op 4548  df-uni 4820  df-int 4860  df-iun 4906  df-br 5054  df-opab 5116  df-mpt 5136  df-tr 5162  df-id 5455  df-eprel 5460  df-po 5468  df-so 5469  df-fr 5509  df-we 5511  df-xp 5557  df-rel 5558  df-cnv 5559  df-co 5560  df-dm 5561  df-rn 5562  df-res 5563  df-ima 5564  df-pred 6160  df-ord 6216  df-on 6217  df-lim 6218  df-suc 6219  df-iota 6338  df-fun 6382  df-fn 6383  df-f 6384  df-f1 6385  df-fo 6386  df-f1o 6387  df-fv 6388  df-riota 7170  df-ov 7216  df-oprab 7217  df-mpo 7218  df-om 7645  df-1st 7761  df-2nd 7762  df-wrecs 8047  df-recs 8108  df-rdg 8146  df-1o 8202  df-oadd 8206  df-er 8391  df-en 8627  df-dom 8628  df-sdom 8629  df-fin 8630  df-dju 9517  df-card 9555  df-pnf 10869  df-mnf 10870  df-xr 10871  df-ltxr 10872  df-le 10873  df-sub 11064  df-neg 11065  df-nn 11831  df-2 11893  df-n0 12091  df-z 12177  df-uz 12439  df-fz 13096  df-hash 13897  df-edg 27139  df-usgr 27242  df-nbgr 27421  df-uvtx 27474  df-cplgr 27499  df-cusgr 27500

This theorem is referenced by:  cusgredgex2  32797