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Theorem cycl3grtri 48411
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 (𝜑𝐺 ∈ UPGraph)
cycl3grtri.c (𝜑𝐹(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 (𝜑𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃)
3 cyclprop 29849 . . . 4 (𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 → (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹))))
4 tpeq1 4676 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧})
54eqeq2d 2746 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑃‘0) → (ran 𝑃 = {𝑥, 𝑦, 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧}))
6 preq1 4667 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑦} = {(𝑃‘0), 𝑦})
76eleq1d 2820 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑃‘0) → ({𝑥, 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺)))
8 preq1 4667 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑧} = {(𝑃‘0), 𝑧})
98eleq1d 2820 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑃‘0) → ({𝑥, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺)))
107, 93anbi12d 1440 . . . . . . . . . . . 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 1441 . . . . . . . . . . 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 4677 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝑃‘1) → {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧})
1312eqeq2d 2746 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = (𝑃‘1) → (ran 𝑃 = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧}))
14 preq2 4668 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (𝑃‘1) → {(𝑃‘0), 𝑦} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1)})
1514eleq1d 2820 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝑃‘1) → ({(𝑃‘0), 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺)))
16 preq1 4667 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (𝑃‘1) → {𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘1), 𝑧})
1716eleq1d 2820 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝑃‘1) → ({𝑦, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘1), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺)))
1815, 173anbi13d 1441 . . . . . . . . . . . 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 1441 . . . . . . . . . . 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 4678 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
2120eqeq2d 2746 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = (𝑃‘2) → (ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
22 preq2 4668 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘0), 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘2)})
2322eleq1d 2820 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑃‘2) → ({(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
24 preq2 4668 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘1), 𝑧} = {(𝑃‘1), (𝑃‘2)})
2524eleq1d 2820 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑃‘2) → ({(𝑃‘1), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
2623, 253anbi23d 1442 . . . . . . . . . . . 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 1441 . . . . . . . . . . 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 29781 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃𝐹(Walks‘𝐺)𝑃)
29 eqid 2735 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐺)
3029wlkp 29673 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺))
31 simpl 482 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺))
32 3nn0 12444 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3 ∈ ℕ0
33 0elfz 13567 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (3 ∈ ℕ0 → 0 ∈ (0...3))
3432, 33ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 0 ∈ (0...3)
35 oveq2 7364 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((♯‘𝐹) = 3 → (0...(♯‘𝐹)) = (0...3))
3634, 35eleqtrrid 2842 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((♯‘𝐹) = 3 → 0 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
3736ad2antll 730 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 0 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
3831, 37ffvelcdmd 7026 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺))
3938ex 412 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺)))
4028, 30, 393syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺)))
4140adantl 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺)))
4241imp 406 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺))
43 1nn0 12442 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1 ∈ ℕ0
44 1le3 12377 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1 ≤ 3
45 elfz2nn0 13561 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (1 ∈ (0...3) ↔ (1 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0 ∧ 1 ≤ 3))
4643, 32, 44, 45mpbir3an 1343 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1 ∈ (0...3)
4746, 35eleqtrrid 2842 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((♯‘𝐹) = 3 → 1 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
4847ad2antll 730 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 1 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
4931, 48ffvelcdmd 7026 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺))
5049ex 412 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺)))
5128, 30, 503syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺)))
5251adantl 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺)))
5352imp 406 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺))
54 2nn0 12443 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ∈ ℕ0
55 2re 12244 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 ∈ ℝ
56 3re 12250 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3 ∈ ℝ
57 2lt3 12337 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 < 3
5855, 56, 57ltleii 11258 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ≤ 3
59 elfz2nn0 13561 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (2 ∈ (0...3) ↔ (2 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0 ∧ 2 ≤ 3))
6054, 32, 58, 59mpbir3an 1343 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2 ∈ (0...3)
6160, 35eleqtrrid 2842 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((♯‘𝐹) = 3 → 2 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
6261ad2antll 730 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 2 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
6331, 62ffvelcdmd 7026 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺))
6463ex 412 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺)))
6528, 30, 643syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺)))
6665adantl 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺)))
6766imp 406 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺))
68 fdm 6666 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → dom 𝑃 = (0...(♯‘𝐹)))
69 elnn0uz 12818 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (3 ∈ ℕ0 ↔ 3 ∈ (ℤ‘0))
7032, 69mpbi 230 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3 ∈ (ℤ‘0)
71 fzisfzounsn 13724 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (3 ∈ (ℤ‘0) → (0...3) = ((0..^3) ∪ {3}))
7270, 71ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (0...3) = ((0..^3) ∪ {3})
73 fzo0to3tp 13696 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (0..^3) = {0, 1, 2}
7473uneq1i 4096 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((0..^3) ∪ {3}) = ({0, 1, 2} ∪ {3})
7572, 74eqtri 2758 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (0...3) = ({0, 1, 2} ∪ {3})
7635, 75eqtrdi 2786 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((♯‘𝐹) = 3 → (0...(♯‘𝐹)) = ({0, 1, 2} ∪ {3}))
7776adantl 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (0...(♯‘𝐹)) = ({0, 1, 2} ∪ {3}))
7868, 77sylan9eq 2790 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → dom 𝑃 = ({0, 1, 2} ∪ {3}))
7978imaeq2d 6014 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ dom 𝑃) = (𝑃 “ ({0, 1, 2} ∪ {3})))
80 imadmrn 6024 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑃 “ dom 𝑃) = ran 𝑃
81 imaundi 6102 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑃 “ ({0, 1, 2} ∪ {3})) = ((𝑃 “ {0, 1, 2}) ∪ (𝑃 “ {3}))
8279, 80, 813eqtr3g 2793 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 = ((𝑃 “ {0, 1, 2}) ∪ (𝑃 “ {3})))
83 ffn 6657 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → 𝑃 Fn (0...(♯‘𝐹)))
8483adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 𝑃 Fn (0...(♯‘𝐹)))
8584, 37, 48, 62fnimatpd 6913 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ {0, 1, 2}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
86 nn0fz0 13568 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (3 ∈ ℕ0 ↔ 3 ∈ (0...3))
8732, 86mpbi 230 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3 ∈ (0...3)
8887, 35eleqtrrid 2842 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((♯‘𝐹) = 3 → 3 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
8988adantl 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → 3 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
90 fnsnfv 6908 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑃 Fn (0...(♯‘𝐹)) ∧ 3 ∈ (0...(♯‘𝐹))) → {(𝑃‘3)} = (𝑃 “ {3}))
9183, 89, 90syl2an 597 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → {(𝑃‘3)} = (𝑃 “ {3}))
9291eqcomd 2741 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ {3}) = {(𝑃‘3)})
9385, 92uneq12d 4101 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 6829 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((♯‘𝐹) = 3 → (𝑃‘(♯‘𝐹)) = (𝑃‘3))
9594eqeq2d 2746 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ↔ (𝑃‘0) = (𝑃‘3)))
96 sneq 4567 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝑃‘3) = (𝑃‘0) → {(𝑃‘3)} = {(𝑃‘0)})
9796eqcoms 2743 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → {(𝑃‘3)} = {(𝑃‘0)})
9897uneq2d 4100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘0)}))
99 snsstp1 4749 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4120 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 218 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘0)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
10398, 102eqtrd 2770 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
10495, 103biimtrdi 253 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
105104impcom 407 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
106105adantl 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2774 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
108107ex 412 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
10928, 30, 1083syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
110109adantl 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
111110imp 406 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
112 breq2 5078 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((♯‘𝐹) = 3 → (1 ≤ (♯‘𝐹) ↔ 1 ≤ 3))
11344, 112mpbiri 258 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((♯‘𝐹) = 3 → 1 ≤ (♯‘𝐹))
114113ad2antll 730 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 1 ≤ (♯‘𝐹))
1152ad2antrr 727 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃)
116 cyclnumvtx 29856 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 ≤ (♯‘𝐹) ∧ 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃) → (♯‘ran 𝑃) = (♯‘𝐹))
117114, 115, 116syl2anc 585 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (♯‘ran 𝑃) = (♯‘𝐹))
1181ad2antrr 727 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (♯‘𝐹) = 3)
119117, 118eqtrd 2770 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (♯‘ran 𝑃) = 3)
120 cycl3grtri.g . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐺 ∈ UPGraph)
121 cycl3grtrilem 48410 . . . . . . . . . . . . 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 681 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝐹(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 1129 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐹(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 3580 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝐹(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 2735 . . . . . . . . . . 11 (Edg‘𝐺) = (Edg‘𝐺)
12629, 125isgrtri 48407 . . . . . . . . . 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 234 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))
128127exp32 420 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) → ((♯‘𝐹) = 3 → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))))
129128com23 86 . . . . . . 7 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))))
130129expcom 413 . . . . . 6 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → (𝜑 → ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺)))))
131130com24 95 . . . . 5 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) → ((♯‘𝐹) = 3 → (𝜑 → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺)))))
132131imp 406 . . . 4 ((𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹))) → ((♯‘𝐹) = 3 → (𝜑 → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))))
1333, 132syl 17 . . 3 (𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 → ((♯‘𝐹) = 3 → (𝜑 → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))))
134133com13 88 . 2 (𝜑 → ((♯‘𝐹) = 3 → (𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))))
1351, 2, 134mp2d 49 1 (𝜑 → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1087   = wceq 1542  wcel 2114  wrex 3059  cun 3883  wss 3885  {csn 4557  {cpr 4559  {ctp 4561   class class class wbr 5074  dom cdm 5620  ran crn 5621  cima 5623   Fn wfn 6482  wf 6483  cfv 6487  (class class class)co 7356  0cc0 11027  1c1 11028  cle 11169  2c2 12225  3c3 12226  0cn0 12426  cuz 12777  ...cfz 13450  ..^cfzo 13597  chash 14281  Vtxcvtx 29053  Edgcedg 29104  UPGraphcupgr 29137  Walkscwlks 29653  Pathscpths 29766  Cyclesccycls 29841  GrTrianglescgrtri 48401
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2184  ax-ext 2707  ax-rep 5201  ax-sep 5220  ax-nul 5230  ax-pow 5296  ax-pr 5364  ax-un 7678  ax-cnex 11083  ax-resscn 11084  ax-1cn 11085  ax-icn 11086  ax-addcl 11087  ax-addrcl 11088  ax-mulcl 11089  ax-mulrcl 11090  ax-mulcom 11091  ax-addass 11092  ax-mulass 11093  ax-distr 11094  ax-i2m1 11095  ax-1ne0 11096  ax-1rid 11097  ax-rnegex 11098  ax-rrecex 11099  ax-cnre 11100  ax-pre-lttri 11101  ax-pre-lttrn 11102  ax-pre-ltadd 11103  ax-pre-mulgt0 11104
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-ifp 1064  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2538  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2810  df-nfc 2884  df-ne 2931  df-nel 3035  df-ral 3050  df-rex 3060  df-reu 3341  df-rab 3388  df-v 3429  df-sbc 3726  df-csb 3834  df-dif 3888  df-un 3890  df-in 3892  df-ss 3902  df-pss 3905  df-nul 4264  df-if 4457  df-pw 4533  df-sn 4558  df-pr 4560  df-tp 4562  df-op 4564  df-uni 4841  df-int 4880  df-iun 4925  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5156  df-tr 5182  df-id 5515  df-eprel 5520  df-po 5528  df-so 5529  df-fr 5573  df-we 5575  df-xp 5626  df-rel 5627  df-cnv 5628  df-co 5629  df-dm 5630  df-rn 5631  df-res 5632  df-ima 5633  df-pred 6254  df-ord 6315  df-on 6316  df-lim 6317  df-suc 6318  df-iota 6443  df-fun 6489  df-fn 6490  df-f 6491  df-f1 6492  df-fo 6493  df-f1o 6494  df-fv 6495  df-riota 7313  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-frecs 8220  df-wrecs 8251  df-recs 8300  df-rdg 8338  df-1o 8394  df-2o 8395  df-3o 8396  df-oadd 8398  df-er 8632  df-map 8764  df-pm 8765  df-en 8883  df-dom 8884  df-sdom 8885  df-fin 8886  df-dju 9814  df-card 9852  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11368  df-neg 11369  df-nn 12164  df-2 12233  df-3 12234  df-n0 12427  df-xnn0 12500  df-z 12514  df-uz 12778  df-fz 13451  df-fzo 13598  df-hash 14282  df-word 14465  df-edg 29105  df-uhgr 29115  df-upgr 29139  df-wlks 29656  df-trls 29747  df-pths 29770  df-cycls 29843  df-grtri 48402
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