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Theorem cycl3grtri 48967
Description: The vertices of a cycle of size 3 are a triangle in a graph. (Contributed by AV, 5-Oct-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
cycl3grtri.g (𝜑 → 𝐺 ∈ UPGraph)
cycl3grtri.c (𝜑 → 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃)
cycl3grtri.n (𝜑 → (♯‘𝐹) = 3)
Assertion
Ref Expression
cycl3grtri (𝜑 → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))

Proof of Theorem cycl3grtri
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cycl3grtri.n . 2 (𝜑 → (♯‘𝐹) = 3)
2 cycl3grtri.c . 2 (𝜑 → 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃)
3 cyclprop 30313 . . . 4 (𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 → (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹))))
4 tpeq1 4702 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧})
54eqeq2d 2771 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑃‘0) → (ran 𝑃 = {𝑥, 𝑦, 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧}))
6 preq1 4693 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑦} = {(𝑃‘0), 𝑦})
76eleq1d 2845 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑃‘0) → ({𝑥, 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺)))
8 preq1 4693 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑧} = {(𝑃‘0), 𝑧})
98eleq1d 2845 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑃‘0) → ({𝑥, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺)))
107, 93anbi12d 1465 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑃‘0) → (({𝑥, 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑥, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑦, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺)) ↔ ({(𝑃‘0), 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑦, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺))))
115, 103anbi13d 1466 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝑃‘0) → ((ran 𝑃 = {𝑥, 𝑦, 𝑧} ∧ (♯‘ran 𝑃) = 3 ∧ ({𝑥, 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑥, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑦, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺))) ↔ (ran 𝑃 = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧} ∧ (♯‘ran 𝑃) = 3 ∧ ({(𝑃‘0), 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑦, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺)))))
12 tpeq2 4703 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝑃‘1) → {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧})
1312eqeq2d 2771 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = (𝑃‘1) → (ran 𝑃 = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧}))
14 preq2 4694 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (𝑃‘1) → {(𝑃‘0), 𝑦} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1)})
1514eleq1d 2845 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝑃‘1) → ({(𝑃‘0), 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺)))
16 preq1 4693 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (𝑃‘1) → {𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘1), 𝑧})
1716eleq1d 2845 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝑃‘1) → ({𝑦, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘1), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺)))
1815, 173anbi13d 1466 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = (𝑃‘1) → (({(𝑃‘0), 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑦, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺)) ↔ ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺))))
1913, 183anbi13d 1466 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = (𝑃‘1) → ((ran 𝑃 = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧} ∧ (♯‘ran 𝑃) = 3 ∧ ({(𝑃‘0), 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑦, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺))) ↔ (ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧} ∧ (♯‘ran 𝑃) = 3 ∧ ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺)))))
20 tpeq3 4704 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
2120eqeq2d 2771 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = (𝑃‘2) → (ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
22 preq2 4694 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘0), 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘2)})
2322eleq1d 2845 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑃‘2) → ({(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
24 preq2 4694 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘1), 𝑧} = {(𝑃‘1), (𝑃‘2)})
2524eleq1d 2845 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑃‘2) → ({(𝑃‘1), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
2623, 253anbi23d 1467 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = (𝑃‘2) → (({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺)) ↔ ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺))))
2721, 263anbi13d 1466 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = (𝑃‘2) → ((ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧} ∧ (♯‘ran 𝑃) = 3 ∧ ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺))) ↔ (ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∧ (♯‘ran 𝑃) = 3 ∧ ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))))
28 pthiswlk 30243 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → 𝐹(Walks‘𝐺)𝑃)
29 eqid 2760 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐺)
3029wlkp 30130 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 → 𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺))
31 simpl 488 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺))
32 3nn0 12593 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3 ∈ ℕ0
33 0elfz 13726 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (3 ∈ ℕ0 → 0 ∈ (0...3))
3432, 33ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 0 ∈ (0...3)
35 oveq2 7416 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((♯‘𝐹) = 3 → (0...(♯‘𝐹)) = (0...3))
3634, 35eleqtrrid 2867 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((♯‘𝐹) = 3 → 0 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
3736ad2antll 742 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 0 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
3831, 37ffvelcdmd 7073 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺))
3938ex 418 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺)))
4028, 30, 393syl 19 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺)))
4140adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺)))
4241imp 412 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺))
43 1nn0 12591 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1 ∈ ℕ0
44 1le3 12526 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1 ≤ 3
45 elfz2nn0 13720 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (1 ∈ (0...3) ↔ (1 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0 ∧ 1 ≤ 3))
4643, 32, 44, 45mpbir3an 1360 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1 ∈ (0...3)
4746, 35eleqtrrid 2867 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((♯‘𝐹) = 3 → 1 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
4847ad2antll 742 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 1 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
4931, 48ffvelcdmd 7073 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺))
5049ex 418 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺)))
5128, 30, 503syl 19 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺)))
5251adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺)))
5352imp 412 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺))
54 2nn0 12592 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ∈ ℕ0
55 2re 12386 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 ∈ ℝ
56 3re 12392 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3 ∈ ℝ
57 2lt3 12485 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 < 3
5855, 56, 57ltleii 11404 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ≤ 3
59 elfz2nn0 13720 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (2 ∈ (0...3) ↔ (2 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0 ∧ 2 ≤ 3))
6054, 32, 58, 59mpbir3an 1360 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2 ∈ (0...3)
6160, 35eleqtrrid 2867 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((♯‘𝐹) = 3 → 2 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
6261ad2antll 742 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 2 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
6331, 62ffvelcdmd 7073 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺))
6463ex 418 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺)))
6528, 30, 643syl 19 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺)))
6665adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺)))
6766imp 412 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺))
68 fdm 6707 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → dom 𝑃 = (0...(♯‘𝐹)))
69 elnn0uz 12975 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (3 ∈ ℕ0 ↔ 3 ∈ (ℤ≥‘0))
7032, 69mpbi 233 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3 ∈ (ℤ≥‘0)
71 fzisfzounsn 13883 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (3 ∈ (ℤ≥‘0) → (0...3) = ((0..^3) ∪ {3}))
7270, 71ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (0...3) = ((0..^3) ∪ {3})
73 fzo0to3tp 13855 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (0..^3) = {0, 1, 2}
7473uneq1i 4110 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((0..^3) ∪ {3}) = ({0, 1, 2} ∪ {3})
7572, 74eqtri 2783 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (0...3) = ({0, 1, 2} ∪ {3})
7635, 75eqtrdi 2811 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((♯‘𝐹) = 3 → (0...(♯‘𝐹)) = ({0, 1, 2} ∪ {3}))
7776adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (0...(♯‘𝐹)) = ({0, 1, 2} ∪ {3}))
7868, 77sylan9eq 2815 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → dom 𝑃 = ({0, 1, 2} ∪ {3}))
7978imaeq2d 6050 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ dom 𝑃) = (𝑃 “ ({0, 1, 2} ∪ {3})))
80 imadmrn 6060 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑃 “ dom 𝑃) = ran 𝑃
81 imaundi 6135 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑃 “ ({0, 1, 2} ∪ {3})) = ((𝑃 “ {0, 1, 2}) ∪ (𝑃 “ {3}))
8279, 80, 813eqtr3g 2818 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 = ((𝑃 “ {0, 1, 2}) ∪ (𝑃 “ {3})))
83 ffn 6697 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → 𝑃 Fn (0...(♯‘𝐹)))
8483adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 𝑃 Fn (0...(♯‘𝐹)))
8584, 37, 48, 62fnimatpd 6957 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ {0, 1, 2}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
86 nn0fz0 13727 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (3 ∈ ℕ0 ↔ 3 ∈ (0...3))
8732, 86mpbi 233 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3 ∈ (0...3)
8887, 35eleqtrrid 2867 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((♯‘𝐹) = 3 → 3 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
8988adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → 3 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
90 fnsnfv 6952 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑃 Fn (0...(♯‘𝐹)) ∧ 3 ∈ (0...(♯‘𝐹))) → {(𝑃‘3)} = (𝑃 “ {3}))
9183, 89, 90syl2an 608 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → {(𝑃‘3)} = (𝑃 “ {3}))
9291eqcomd 2766 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ {3}) = {(𝑃‘3)})
9385, 92uneq12d 4115 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ((𝑃 “ {0, 1, 2}) ∪ (𝑃 “ {3})) = ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}))
94 fveq2 6873 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((♯‘𝐹) = 3 → (𝑃‘(♯‘𝐹)) = (𝑃‘3))
9594eqeq2d 2771 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ↔ (𝑃‘0) = (𝑃‘3)))
96 sneq 4593 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝑃‘3) = (𝑃‘0) → {(𝑃‘3)} = {(𝑃‘0)})
9796eqcoms 2768 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → {(𝑃‘3)} = {(𝑃‘0)})
9897uneq2d 4114 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘0)}))
99 snsstp1 4776 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 {(𝑃‘0)} ⊆ {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}
10099a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → {(𝑃‘0)} ⊆ {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
101 ssequn2 4134 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ({(𝑃‘0)} ⊆ {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ↔ ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘0)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
102100, 101sylib 221 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘0)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
10398, 102eqtrd 2795 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
10495, 103biimtrdi 256 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
105104impcom 413 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
106105adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
10782, 93, 1063eqtrd 2799 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
108107ex 418 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
10928, 30, 1083syl 19 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
110109adantl 487 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
111110imp 412 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
112 breq2 5106 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((♯‘𝐹) = 3 → (1 ≤ (♯‘𝐹) ↔ 1 ≤ 3))
11344, 112mpbiri 261 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((♯‘𝐹) = 3 → 1 ≤ (♯‘𝐹))
114113ad2antll 742 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 1 ≤ (♯‘𝐹))
1152ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃)
116 cyclnumvtx 30321 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 ≤ (♯‘𝐹) ∧ 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃) → (♯‘ran 𝑃) = (♯‘𝐹))
117114, 115, 116syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (♯‘ran 𝑃) = (♯‘𝐹))
1181ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (♯‘𝐹) = 3)
119117, 118eqtrd 2795 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (♯‘ran 𝑃) = 3)
120 cycl3grtri.g . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝐺 ∈ UPGraph)
121 cycl3grtrilem 48966 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
122120, 121sylanl1 693 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
123111, 119, 1223jca 1146 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∧ (♯‘ran 𝑃) = 3 ∧ ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺))))
12411, 19, 27, 42, 53, 67, 1233rspcedvdw 3593 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ∃𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺)∃𝑦 ∈ (Vtx‘𝐺)∃𝑧 ∈ (Vtx‘𝐺)(ran 𝑃 = {𝑥, 𝑦, 𝑧} ∧ (♯‘ran 𝑃) = 3 ∧ ({𝑥, 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑥, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑦, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺))))
125 eqid 2760 . . . . . . . . . . 11 (Edg‘𝐺) = (Edg‘𝐺)
12629, 125isgrtri 48963 . . . . . . . . . 10 (ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺) ↔ ∃𝑥 ∈ (Vtx‘𝐺)∃𝑦 ∈ (Vtx‘𝐺)∃𝑧 ∈ (Vtx‘𝐺)(ran 𝑃 = {𝑥, 𝑦, 𝑧} ∧ (♯‘ran 𝑃) = 3 ∧ ({𝑥, 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑥, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {𝑦, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺))))
127124, 126sylibr 237 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))
128127exp32 426 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) → ((♯‘𝐹) = 3 → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))))
129128com23 87 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))))
130129expcom 419 . . . . . 6 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → (𝜑 → ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺)))))
131130com24 96 . . . . 5 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) → ((♯‘𝐹) = 3 → (𝜑 → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺)))))
132131imp 412 . . . 4 ((𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹))) → ((♯‘𝐹) = 3 → (𝜑 → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))))
1333, 132syl 18 . . 3 (𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 → ((♯‘𝐹) = 3 → (𝜑 → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))))
134133com13 89 . 2 (𝜑 → ((♯‘𝐹) = 3 → (𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))))
1351, 2, 134mp2d 50 1 (𝜑 → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∃wrex 3086   ∪ cun 3896   ⊆ wss 3898  {csn 4583  {cpr 4585  {ctp 4587   class class class wbr 5102  dom cdm 5647  ran crn 5648   “ cima 5650   Fn wfn 6522  ⟶wf 6523  ‘cfv 6527  (class class class)co 7408  0cc0 11171  1c1 11172   ≤ cle 11315  2c2 12366  3c3 12367  ℕ0cn0 12575  ℤ≥cuz 12934  ...cfz 13608  ..^cfzo 13756  ♯chash 14441  Vtxcvtx 29507  Edgcedg 29558  UPGraphcupgr 29591  Walkscwlks 30110  Pathscpths 30228  Cyclesccycls 30305  GrTrianglescgrtri 48957
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7734  ax-cnex 11227  ax-resscn 11228  ax-1cn 11229  ax-icn 11230  ax-addcl 11231  ax-addrcl 11232  ax-mulcl 11233  ax-mulrcl 11234  ax-mulcom 11235  ax-addass 11236  ax-mulass 11237  ax-distr 11238  ax-i2m1 11239  ax-1ne0 11240  ax-1rid 11241  ax-rnegex 11242  ax-rrecex 11243  ax-cnre 11244  ax-pre-lttri 11245  ax-pre-lttrn 11246  ax-pre-ltadd 11247  ax-pre-mulgt0 11248
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-ifp 1079  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  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-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-pss 3918  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  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 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-pred 6293  df-ord 6354  df-on 6355  df-lim 6356  df-suc 6357  df-iota 6483  df-fun 6529  df-fn 6530  df-f 6531  df-f1 6532  df-fo 6533  df-f1o 6534  df-fv 6535  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7861  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-1o 8454  df-2o 8455  df-3o 8456  df-oadd 8458  df-er 8695  df-map 8827  df-pm 8828  df-en 8952  df-dom 8953  df-sdom 8954  df-fin 8955  df-dju 9953  df-card 9991  df-pnf 11316  df-mnf 11317  df-xr 11318  df-ltxr 11319  df-le 11320  df-sub 11514  df-neg 11515  df-nn 12305  df-2 12374  df-3 12375  df-n0 12576  df-xnn0 12649  df-z 12663  df-uz 12935  df-fz 13609  df-fzo 13757  df-hash 14442  df-word 14626  df-edg 29559  df-uhgr 29569  df-upgr 29593  df-wlks 30113  df-trls 30208  df-pths 30232  df-cycls 30307  df-grtri 48958
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