MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  cusgrexi Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cusgrexi 27810
Description: An arbitrary set 𝑉 regarded as set of vertices together with the set of pairs of elements of this set regarded as edges is a complete simple graph. (Contributed by Alexander van der Vekens, 12-Jan-2018.) (Revised by AV, 5-Nov-2020.) (Proof shortened by AV, 14-Feb-2022.)
Hypothesis
Ref Expression
usgrexi.p 𝑃 = {𝑥 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ (♯‘𝑥) = 2}
Assertion
Ref Expression
cusgrexi (𝑉𝑊 → ⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ ∈ ComplUSGraph)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑉   𝑥,𝑃   𝑥,𝑊

Proof of Theorem cusgrexi
Dummy variables 𝑒 𝑛 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 usgrexi.p . . 3 𝑃 = {𝑥 ∈ 𝒫 𝑉 ∣ (♯‘𝑥) = 2}
21usgrexi 27808 . 2 (𝑉𝑊 → ⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ ∈ USGraph)
31cusgrexilem1 27806 . . . . . . . . 9 (𝑉𝑊 → ( I ↾ 𝑃) ∈ V)
4 opvtxfv 27374 . . . . . . . . . 10 ((𝑉𝑊 ∧ ( I ↾ 𝑃) ∈ V) → (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) = 𝑉)
54eqcomd 2744 . . . . . . . . 9 ((𝑉𝑊 ∧ ( I ↾ 𝑃) ∈ V) → 𝑉 = (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩))
63, 5mpdan 684 . . . . . . . 8 (𝑉𝑊𝑉 = (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩))
76eleq2d 2824 . . . . . . 7 (𝑉𝑊 → (𝑣𝑉𝑣 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩)))
87biimpa 477 . . . . . 6 ((𝑉𝑊𝑣𝑉) → 𝑣 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩))
9 eldifi 4061 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣}) → 𝑛𝑉)
109adantl 482 . . . . . . . . . . 11 (((𝑉𝑊𝑣𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})) → 𝑛𝑉)
113, 4mpdan 684 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑉𝑊 → (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) = 𝑉)
1211eleq2d 2824 . . . . . . . . . . . 12 (𝑉𝑊 → (𝑛 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) ↔ 𝑛𝑉))
1312ad2antrr 723 . . . . . . . . . . 11 (((𝑉𝑊𝑣𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})) → (𝑛 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) ↔ 𝑛𝑉))
1410, 13mpbird 256 . . . . . . . . . 10 (((𝑉𝑊𝑣𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})) → 𝑛 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩))
15 simplr 766 . . . . . . . . . . 11 (((𝑉𝑊𝑣𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})) → 𝑣𝑉)
1611eleq2d 2824 . . . . . . . . . . . 12 (𝑉𝑊 → (𝑣 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) ↔ 𝑣𝑉))
1716ad2antrr 723 . . . . . . . . . . 11 (((𝑉𝑊𝑣𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})) → (𝑣 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) ↔ 𝑣𝑉))
1815, 17mpbird 256 . . . . . . . . . 10 (((𝑉𝑊𝑣𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})) → 𝑣 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩))
1914, 18jca 512 . . . . . . . . 9 (((𝑉𝑊𝑣𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})) → (𝑛 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) ∧ 𝑣 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩)))
20 eldifsni 4723 . . . . . . . . . 10 (𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣}) → 𝑛𝑣)
2120adantl 482 . . . . . . . . 9 (((𝑉𝑊𝑣𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})) → 𝑛𝑣)
221cusgrexilem2 27809 . . . . . . . . . 10 (((𝑉𝑊𝑣𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})) → ∃𝑒 ∈ ran ( I ↾ 𝑃){𝑣, 𝑛} ⊆ 𝑒)
23 edgval 27419 . . . . . . . . . . . . 13 (Edg‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) = ran (iEdg‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩)
24 opiedgfv 27377 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑉𝑊 ∧ ( I ↾ 𝑃) ∈ V) → (iEdg‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) = ( I ↾ 𝑃))
253, 24mpdan 684 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑉𝑊 → (iEdg‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) = ( I ↾ 𝑃))
2625rneqd 5847 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑉𝑊 → ran (iEdg‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) = ran ( I ↾ 𝑃))
2723, 26eqtrid 2790 . . . . . . . . . . . 12 (𝑉𝑊 → (Edg‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) = ran ( I ↾ 𝑃))
2827rexeqdv 3349 . . . . . . . . . . 11 (𝑉𝑊 → (∃𝑒 ∈ (Edg‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩){𝑣, 𝑛} ⊆ 𝑒 ↔ ∃𝑒 ∈ ran ( I ↾ 𝑃){𝑣, 𝑛} ⊆ 𝑒))
2928ad2antrr 723 . . . . . . . . . 10 (((𝑉𝑊𝑣𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})) → (∃𝑒 ∈ (Edg‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩){𝑣, 𝑛} ⊆ 𝑒 ↔ ∃𝑒 ∈ ran ( I ↾ 𝑃){𝑣, 𝑛} ⊆ 𝑒))
3022, 29mpbird 256 . . . . . . . . 9 (((𝑉𝑊𝑣𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})) → ∃𝑒 ∈ (Edg‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩){𝑣, 𝑛} ⊆ 𝑒)
31 eqid 2738 . . . . . . . . . 10 (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) = (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩)
32 eqid 2738 . . . . . . . . . 10 (Edg‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) = (Edg‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩)
3331, 32nbgrel 27707 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ NeighbVtx 𝑣) ↔ ((𝑛 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) ∧ 𝑣 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩)) ∧ 𝑛𝑣 ∧ ∃𝑒 ∈ (Edg‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩){𝑣, 𝑛} ⊆ 𝑒))
3419, 21, 30, 33syl3anbrc 1342 . . . . . . . 8 (((𝑉𝑊𝑣𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})) → 𝑛 ∈ (⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ NeighbVtx 𝑣))
3534ralrimiva 3103 . . . . . . 7 ((𝑉𝑊𝑣𝑉) → ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ NeighbVtx 𝑣))
3611adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝑉𝑊𝑣𝑉) → (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) = 𝑉)
3736difeq1d 4056 . . . . . . . 8 ((𝑉𝑊𝑣𝑉) → ((Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) ∖ {𝑣}) = (𝑉 ∖ {𝑣}))
3837raleqdv 3348 . . . . . . 7 ((𝑉𝑊𝑣𝑉) → (∀𝑛 ∈ ((Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ NeighbVtx 𝑣) ↔ ∀𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ NeighbVtx 𝑣)))
3935, 38mpbird 256 . . . . . 6 ((𝑉𝑊𝑣𝑉) → ∀𝑛 ∈ ((Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ NeighbVtx 𝑣))
4031uvtxel 27755 . . . . . 6 (𝑣 ∈ (UnivVtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) ↔ (𝑣 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) ∧ ∀𝑛 ∈ ((Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) ∖ {𝑣})𝑛 ∈ (⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ NeighbVtx 𝑣)))
418, 39, 40sylanbrc 583 . . . . 5 ((𝑉𝑊𝑣𝑉) → 𝑣 ∈ (UnivVtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩))
4241ralrimiva 3103 . . . 4 (𝑉𝑊 → ∀𝑣𝑉 𝑣 ∈ (UnivVtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩))
4311raleqdv 3348 . . . 4 (𝑉𝑊 → (∀𝑣 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩)𝑣 ∈ (UnivVtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩) ↔ ∀𝑣𝑉 𝑣 ∈ (UnivVtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩)))
4442, 43mpbird 256 . . 3 (𝑉𝑊 → ∀𝑣 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩)𝑣 ∈ (UnivVtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩))
45 opex 5379 . . . 4 𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ ∈ V
4631iscplgr 27782 . . . 4 (⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ ∈ V → (⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ ∈ ComplGraph ↔ ∀𝑣 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩)𝑣 ∈ (UnivVtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩)))
4745, 46mp1i 13 . . 3 (𝑉𝑊 → (⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ ∈ ComplGraph ↔ ∀𝑣 ∈ (Vtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩)𝑣 ∈ (UnivVtx‘⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩)))
4844, 47mpbird 256 . 2 (𝑉𝑊 → ⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ ∈ ComplGraph)
49 iscusgr 27785 . 2 (⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ ∈ ComplUSGraph ↔ (⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ ∈ USGraph ∧ ⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ ∈ ComplGraph))
502, 48, 49sylanbrc 583 1 (𝑉𝑊 → ⟨𝑉, ( I ↾ 𝑃)⟩ ∈ ComplUSGraph)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396   = wceq 1539  wcel 2106  wne 2943  wral 3064  wrex 3065  {crab 3068  Vcvv 3432  cdif 3884  wss 3887  𝒫 cpw 4533  {csn 4561  {cpr 4563  cop 4567   I cid 5488  ran crn 5590  cres 5591  cfv 6433  (class class class)co 7275  2c2 12028  chash 14044  Vtxcvtx 27366  iEdgciedg 27367  Edgcedg 27417  USGraphcusgr 27519   NeighbVtx cnbgr 27699  UnivVtxcuvtx 27752  ComplGraphccplgr 27776  ComplUSGraphccusgr 27777
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-oadd 8301  df-er 8498  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-dju 9659  df-card 9697  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-nn 11974  df-2 12036  df-n0 12234  df-z 12320  df-uz 12583  df-fz 13240  df-hash 14045  df-vtx 27368  df-iedg 27369  df-edg 27418  df-usgr 27521  df-nbgr 27700  df-uvtx 27753  df-cplgr 27778  df-cusgr 27779
This theorem is referenced by:  cusgrexg  27811
  Copyright terms: Public domain W3C validator