Theorem cusgrsizeinds 30033

Description: Part 1 of induction step in cusgrsize 30035. The size of a complete simple graph with 𝑛 vertices is (𝑛 − 1) plus the size of the complete graph reduced by one vertex. (Contributed by Alexander van der Vekens, 11-Jan-2018.) (Revised by AV, 9-Nov-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
cusgrsizeindb0.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
cusgrsizeindb0.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
cusgrsizeinds.f	⊢ 𝐹 = {𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∉ 𝑒}

Assertion

Ref	Expression
cusgrsizeinds	⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) → (♯‘𝐸) = (((♯‘𝑉) − 1) + (♯‘𝐹)))

Distinct variable groups:   𝑒,𝐸   𝑒,𝐺   𝑒,𝑁   𝑒,𝑉

Allowed substitution hint:   𝐹(𝑒)

Proof of Theorem cusgrsizeinds

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cusgrusgr 30000	. . . 4 ⊢ (𝐺 ∈ ComplUSGraph → 𝐺 ∈ USGraph)
2		cusgrsizeindb0.v	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
3	2	isfusgr 29899	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺 ∈ FinUSGraph ↔ (𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin))
4		fusgrfis 29911	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺 ∈ FinUSGraph → (Edg‘𝐺) ∈ Fin)
5	3, 4	sylbir 238	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin) → (Edg‘𝐺) ∈ Fin)
6	5	a1d 26	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin) → (𝑁 ∈ 𝑉 → (Edg‘𝐺) ∈ Fin))
7	6	ex 418	. . . 4 ⊢ (𝐺 ∈ USGraph → (𝑉 ∈ Fin → (𝑁 ∈ 𝑉 → (Edg‘𝐺) ∈ Fin)))
8	1, 7	syl 18	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ ComplUSGraph → (𝑉 ∈ Fin → (𝑁 ∈ 𝑉 → (Edg‘𝐺) ∈ Fin)))
9	8	3imp 1128	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) → (Edg‘𝐺) ∈ Fin)
10		eqid 2760	. . . . . . 7 ⊢ {𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} = {𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒}
11		cusgrsizeinds.f	. . . . . . 7 ⊢ 𝐹 = {𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∉ 𝑒}
12	10, 11	elnelun 4342	. . . . . 6 ⊢ ({𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∪ 𝐹) = 𝐸
13	12	eqcomi 2769	. . . . 5 ⊢ 𝐸 = ({𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∪ 𝐹)
14	13	fveq2i 6888	. . . 4 ⊢ (♯‘𝐸) = (♯‘({𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∪ 𝐹))
15	14	a1i 11	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ (Edg‘𝐺) ∈ Fin) → (♯‘𝐸) = (♯‘({𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∪ 𝐹)))
16		cusgrsizeindb0.e	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
17	16	eqcomi 2769	. . . . . . 7 ⊢ (Edg‘𝐺) = 𝐸
18	17	eleq1i 2851	. . . . . 6 ⊢ ((Edg‘𝐺) ∈ Fin ↔ 𝐸 ∈ Fin)
19		rabfi 9262	. . . . . 6 ⊢ (𝐸 ∈ Fin → {𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∈ Fin)
20	18, 19	sylbi 220	. . . . 5 ⊢ ((Edg‘𝐺) ∈ Fin → {𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∈ Fin)
21	20	adantl 487	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ (Edg‘𝐺) ∈ Fin) → {𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∈ Fin)
22	1	anim1i 627	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin) → (𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin))
23	22, 3	sylibr 237	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin) → 𝐺 ∈ FinUSGraph)
24	2, 16, 11	usgrfilem 29908	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) → (𝐸 ∈ Fin ↔ 𝐹 ∈ Fin))
25	23, 24	stoic3 1808	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) → (𝐸 ∈ Fin ↔ 𝐹 ∈ Fin))
26	18, 25	bitrid 286	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) → ((Edg‘𝐺) ∈ Fin ↔ 𝐹 ∈ Fin))
27	26	biimpa 482	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ (Edg‘𝐺) ∈ Fin) → 𝐹 ∈ Fin)
28	10, 11	elneldisj 4341	. . . . 5 ⊢ ({𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∩ 𝐹) = ∅
29	28	a1i 11	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ (Edg‘𝐺) ∈ Fin) → ({𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∩ 𝐹) = ∅)
30		hashun 14526	. . . 4 ⊢ (({𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∈ Fin ∧ 𝐹 ∈ Fin ∧ ({𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∩ 𝐹) = ∅) → (♯‘({𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∪ 𝐹)) = ((♯‘{𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒}) + (♯‘𝐹)))
31	21, 27, 29, 30	syl3anc 1398	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ (Edg‘𝐺) ∈ Fin) → (♯‘({𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∪ 𝐹)) = ((♯‘{𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒}) + (♯‘𝐹)))
32	2, 16	cusgrsizeindslem 30032	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) → (♯‘{𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒}) = ((♯‘𝑉) − 1))
33	32	adantr 486	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ (Edg‘𝐺) ∈ Fin) → (♯‘{𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒}) = ((♯‘𝑉) − 1))
34	33	oveq1d 7435	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ (Edg‘𝐺) ∈ Fin) → ((♯‘{𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒}) + (♯‘𝐹)) = (((♯‘𝑉) − 1) + (♯‘𝐹)))
35	15, 31, 34	3eqtrd 2799	. 2 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ (Edg‘𝐺) ∈ Fin) → (♯‘𝐸) = (((♯‘𝑉) − 1) + (♯‘𝐹)))
36	9, 35	mpdan 700	1 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) → (♯‘𝐸) = (((♯‘𝑉) − 1) + (♯‘𝐹)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ∉ wnel 3061  {crab 3412   ∩ cin 4089   ∪ cun 4149  ∅c0 4278  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Fincfn 8973  1c1 11201   + caddc 11203   − cmin 11541  ♯chash 14474  Vtxcvtx 29574  Edgcedg 29625  USGraphcusgr 29730  FinUSGraphcfusgr 29897  ComplUSGraphccusgr 29991

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-oadd 8480  df-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-dju 9982  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-nn 12336  df-2 12405  df-n0 12607  df-xnn0 12680  df-z 12694  df-uz 12966  df-fz 13640  df-hash 14475  df-vtx 29576  df-iedg 29577  df-edg 29626  df-uhgr 29636  df-upgr 29660  df-umgr 29661  df-uspgr 29731  df-usgr 29732  df-fusgr 29898  df-nbgr 29914  df-uvtx 29967  df-cplgr 29992  df-cusgr 29993

This theorem is used by:  cusgrsize2inds  30034