Theorem cusgrsizeinds 27236

Description: Part 1 of induction step in cusgrsize 27238. 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 27203	. . . 4 ⊢ (𝐺 ∈ ComplUSGraph → 𝐺 ∈ USGraph)
2		cusgrsizeindb0.v	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
3	2	isfusgr 27102	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺 ∈ FinUSGraph ↔ (𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin))
4		fusgrfis 27114	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺 ∈ FinUSGraph → (Edg‘𝐺) ∈ Fin)
5	3, 4	sylbir 237	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin) → (Edg‘𝐺) ∈ Fin)
6	5	a1d 25	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin) → (𝑁 ∈ 𝑉 → (Edg‘𝐺) ∈ Fin))
7	6	ex 415	. . . 4 ⊢ (𝐺 ∈ USGraph → (𝑉 ∈ Fin → (𝑁 ∈ 𝑉 → (Edg‘𝐺) ∈ Fin)))
8	1, 7	syl 17	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ ComplUSGraph → (𝑉 ∈ Fin → (𝑁 ∈ 𝑉 → (Edg‘𝐺) ∈ Fin)))
9	8	3imp 1107	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) → (Edg‘𝐺) ∈ Fin)
10		eqid 2823	. . . . . . 7 ⊢ {𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} = {𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒}
11		cusgrsizeinds.f	. . . . . . 7 ⊢ 𝐹 = {𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∉ 𝑒}
12	10, 11	elnelun 4345	. . . . . 6 ⊢ ({𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∪ 𝐹) = 𝐸
13	12	eqcomi 2832	. . . . 5 ⊢ 𝐸 = ({𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∪ 𝐹)
14	13	fveq2i 6675	. . . 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 2832	. . . . . . 7 ⊢ (Edg‘𝐺) = 𝐸
18	17	eleq1i 2905	. . . . . 6 ⊢ ((Edg‘𝐺) ∈ Fin ↔ 𝐸 ∈ Fin)
19		rabfi 8745	. . . . . 6 ⊢ (𝐸 ∈ Fin → {𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∈ Fin)
20	18, 19	sylbi 219	. . . . 5 ⊢ ((Edg‘𝐺) ∈ Fin → {𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∈ Fin)
21	20	adantl 484	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ (Edg‘𝐺) ∈ Fin) → {𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∈ Fin)
22	1	anim1i 616	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin) → (𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin))
23	22, 3	sylibr 236	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin) → 𝐺 ∈ FinUSGraph)
24	2, 16, 11	usgrfilem 27111	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) → (𝐸 ∈ Fin ↔ 𝐹 ∈ Fin))
25	23, 24	stoic3 1777	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) → (𝐸 ∈ Fin ↔ 𝐹 ∈ Fin))
26	18, 25	syl5bb 285	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) → ((Edg‘𝐺) ∈ Fin ↔ 𝐹 ∈ Fin))
27	26	biimpa 479	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ (Edg‘𝐺) ∈ Fin) → 𝐹 ∈ Fin)
28	10, 11	elneldisj 4344	. . . . 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 13746	. . . 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 1367	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ (Edg‘𝐺) ∈ Fin) → (♯‘({𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒} ∪ 𝐹)) = ((♯‘{𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒}) + (♯‘𝐹)))
32	2, 16	cusgrsizeindslem 27235	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) → (♯‘{𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒}) = ((♯‘𝑉) − 1))
33	32	adantr 483	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ (Edg‘𝐺) ∈ Fin) → (♯‘{𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒}) = ((♯‘𝑉) − 1))
34	33	oveq1d 7173	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ (Edg‘𝐺) ∈ Fin) → ((♯‘{𝑒 ∈ 𝐸 ∣ 𝑁 ∈ 𝑒}) + (♯‘𝐹)) = (((♯‘𝑉) − 1) + (♯‘𝐹)))
35	15, 31, 34	3eqtrd 2862	. 2 ⊢ (((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ (Edg‘𝐺) ∈ Fin) → (♯‘𝐸) = (((♯‘𝑉) − 1) + (♯‘𝐹)))
36	9, 35	mpdan 685	1 ⊢ ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) → (♯‘𝐸) = (((♯‘𝑉) − 1) + (♯‘𝐹)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   ∧ w3a 1083   = wceq 1537   ∈ wcel 2114   ∉ wnel 3125  {crab 3144   ∪ cun 3936   ∩ cin 3937  ∅c0 4293  ‘cfv 6357  (class class class)co 7158  Fincfn 8511  1c1 10540   + caddc 10542   − cmin 10872  ♯chash 13693  Vtxcvtx 26783  Edgcedg 26834  USGraphcusgr 26936  FinUSGraphcfusgr 27100  ComplUSGraphccusgr 27194

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 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2795  ax-rep 5192  ax-sep 5205  ax-nul 5212  ax-pow 5268  ax-pr 5332  ax-un 7463  ax-cnex 10595  ax-resscn 10596  ax-1cn 10597  ax-icn 10598  ax-addcl 10599  ax-addrcl 10600  ax-mulcl 10601  ax-mulrcl 10602  ax-mulcom 10603  ax-addass 10604  ax-mulass 10605  ax-distr 10606  ax-i2m1 10607  ax-1ne0 10608  ax-1rid 10609  ax-rnegex 10610  ax-rrecex 10611  ax-cnre 10612  ax-pre-lttri 10613  ax-pre-lttrn 10614  ax-pre-ltadd 10615  ax-pre-mulgt0 10616

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2802  df-cleq 2816  df-clel 2895  df-nfc 2965  df-ne 3019  df-nel 3126  df-ral 3145  df-rex 3146  df-reu 3147  df-rmo 3148  df-rab 3149  df-v 3498  df-sbc 3775  df-csb 3886  df-dif 3941  df-un 3943  df-in 3945  df-ss 3954  df-pss 3956  df-nul 4294  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4570  df-pr 4572  df-tp 4574  df-op 4576  df-uni 4841  df-int 4879  df-iun 4923  df-br 5069  df-opab 5131  df-mpt 5149  df-tr 5175  df-id 5462  df-eprel 5467  df-po 5476  df-so 5477  df-fr 5516  df-we 5518  df-xp 5563  df-rel 5564  df-cnv 5565  df-co 5566  df-dm 5567  df-rn 5568  df-res 5569  df-ima 5570  df-pred 6150  df-ord 6196  df-on 6197  df-lim 6198  df-suc 6199  df-iota 6316  df-fun 6359  df-fn 6360  df-f 6361  df-f1 6362  df-fo 6363  df-f1o 6364  df-fv 6365  df-riota 7116  df-ov 7161  df-oprab 7162  df-mpo 7163  df-om 7583  df-1st 7691  df-2nd 7692  df-wrecs 7949  df-recs 8010  df-rdg 8048  df-1o 8104  df-2o 8105  df-oadd 8108  df-er 8291  df-en 8512  df-dom 8513  df-sdom 8514  df-fin 8515  df-dju 9332  df-card 9370  df-pnf 10679  df-mnf 10680  df-xr 10681  df-ltxr 10682  df-le 10683  df-sub 10874  df-neg 10875  df-nn 11641  df-2 11703  df-n0 11901  df-xnn0 11971  df-z 11985  df-uz 12247  df-fz 12896  df-hash 13694  df-vtx 26785  df-iedg 26786  df-edg 26835  df-uhgr 26845  df-upgr 26869  df-umgr 26870  df-uspgr 26937  df-usgr 26938  df-fusgr 27101  df-nbgr 27117  df-uvtx 27170  df-cplgr 27195  df-cusgr 27196

This theorem is referenced by:  cusgrsize2inds  27237