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Theorem cycl3grtri 48740
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 30153 . . . 4 (𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 → (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹))))
4 tpeq1 4707 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧})
54eqeq2d 2773 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑃‘0) → (ran 𝑃 = {𝑥, 𝑦, 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧}))
6 preq1 4698 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑦} = {(𝑃‘0), 𝑦})
76eleq1d 2847 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑃‘0) → ({𝑥, 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺)))
8 preq1 4698 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑧} = {(𝑃‘0), 𝑧})
98eleq1d 2847 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑃‘0) → ({𝑥, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺)))
107, 93anbi12d 1464 . . . . . . . . . . . 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 1465 . . . . . . . . . . 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 4708 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝑃‘1) → {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧})
1312eqeq2d 2773 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = (𝑃‘1) → (ran 𝑃 = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧}))
14 preq2 4699 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (𝑃‘1) → {(𝑃‘0), 𝑦} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1)})
1514eleq1d 2847 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝑃‘1) → ({(𝑃‘0), 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺)))
16 preq1 4698 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (𝑃‘1) → {𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘1), 𝑧})
1716eleq1d 2847 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝑃‘1) → ({𝑦, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘1), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺)))
1815, 173anbi13d 1465 . . . . . . . . . . . 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 1465 . . . . . . . . . . 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 4709 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
2120eqeq2d 2773 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = (𝑃‘2) → (ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
22 preq2 4699 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘0), 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘2)})
2322eleq1d 2847 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑃‘2) → ({(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
24 preq2 4699 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘1), 𝑧} = {(𝑃‘1), (𝑃‘2)})
2524eleq1d 2847 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑃‘2) → ({(𝑃‘1), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
2623, 253anbi23d 1466 . . . . . . . . . . . 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 1465 . . . . . . . . . . 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 30085 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃𝐹(Walks‘𝐺)𝑃)
29 eqid 2762 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐺)
3029wlkp 29977 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺))
31 simpl 487 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺))
32 3nn0 12528 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3 ∈ ℕ0
33 0elfz 13659 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (3 ∈ ℕ0 → 0 ∈ (0...3))
3432, 33ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 0 ∈ (0...3)
35 oveq2 7420 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((♯‘𝐹) = 3 → (0...(♯‘𝐹)) = (0...3))
3634, 35eleqtrrid 2869 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((♯‘𝐹) = 3 → 0 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
3736ad2antll 741 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 0 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
3831, 37ffvelcdmd 7080 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺))
3938ex 417 . . . . . . . . . . . . . 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 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺)))
4241imp 411 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺))
43 1nn0 12526 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1 ∈ ℕ0
44 1le3 12461 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1 ≤ 3
45 elfz2nn0 13653 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (1 ∈ (0...3) ↔ (1 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0 ∧ 1 ≤ 3))
4643, 32, 44, 45mpbir3an 1359 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1 ∈ (0...3)
4746, 35eleqtrrid 2869 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((♯‘𝐹) = 3 → 1 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
4847ad2antll 741 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 1 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
4931, 48ffvelcdmd 7080 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺))
5049ex 417 . . . . . . . . . . . . . 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 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺)))
5352imp 411 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺))
54 2nn0 12527 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ∈ ℕ0
55 2re 12321 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 ∈ ℝ
56 3re 12327 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3 ∈ ℝ
57 2lt3 12420 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 < 3
5855, 56, 57ltleii 11339 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ≤ 3
59 elfz2nn0 13653 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (2 ∈ (0...3) ↔ (2 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0 ∧ 2 ≤ 3))
6054, 32, 58, 59mpbir3an 1359 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2 ∈ (0...3)
6160, 35eleqtrrid 2869 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((♯‘𝐹) = 3 → 2 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
6261ad2antll 741 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 2 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
6331, 62ffvelcdmd 7080 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺))
6463ex 417 . . . . . . . . . . . . . 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 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺)))
6766imp 411 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺))
68 fdm 6715 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → dom 𝑃 = (0...(♯‘𝐹)))
69 elnn0uz 12909 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (3 ∈ ℕ0 ↔ 3 ∈ (ℤ‘0))
7032, 69mpbi 233 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3 ∈ (ℤ‘0)
71 fzisfzounsn 13816 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (3 ∈ (ℤ‘0) → (0...3) = ((0..^3) ∪ {3}))
7270, 71ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (0...3) = ((0..^3) ∪ {3})
73 fzo0to3tp 13788 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (0..^3) = {0, 1, 2}
7473uneq1i 4117 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((0..^3) ∪ {3}) = ({0, 1, 2} ∪ {3})
7572, 74eqtri 2785 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (0...3) = ({0, 1, 2} ∪ {3})
7635, 75eqtrdi 2813 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((♯‘𝐹) = 3 → (0...(♯‘𝐹)) = ({0, 1, 2} ∪ {3}))
7776adantl 486 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (0...(♯‘𝐹)) = ({0, 1, 2} ∪ {3}))
7868, 77sylan9eq 2817 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → dom 𝑃 = ({0, 1, 2} ∪ {3}))
7978imaeq2d 6061 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ dom 𝑃) = (𝑃 “ ({0, 1, 2} ∪ {3})))
80 imadmrn 6071 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑃 “ dom 𝑃) = ran 𝑃
81 imaundi 6146 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑃 “ ({0, 1, 2} ∪ {3})) = ((𝑃 “ {0, 1, 2}) ∪ (𝑃 “ {3}))
8279, 80, 813eqtr3g 2820 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 = ((𝑃 “ {0, 1, 2}) ∪ (𝑃 “ {3})))
83 ffn 6705 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → 𝑃 Fn (0...(♯‘𝐹)))
8483adantr 485 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 𝑃 Fn (0...(♯‘𝐹)))
8584, 37, 48, 62fnimatpd 6965 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ {0, 1, 2}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
86 nn0fz0 13660 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (3 ∈ ℕ0 ↔ 3 ∈ (0...3))
8732, 86mpbi 233 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3 ∈ (0...3)
8887, 35eleqtrrid 2869 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((♯‘𝐹) = 3 → 3 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
8988adantl 486 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → 3 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
90 fnsnfv 6960 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑃 Fn (0...(♯‘𝐹)) ∧ 3 ∈ (0...(♯‘𝐹))) → {(𝑃‘3)} = (𝑃 “ {3}))
9183, 89, 90syl2an 607 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → {(𝑃‘3)} = (𝑃 “ {3}))
9291eqcomd 2768 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ {3}) = {(𝑃‘3)})
9385, 92uneq12d 4122 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 6881 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((♯‘𝐹) = 3 → (𝑃‘(♯‘𝐹)) = (𝑃‘3))
9594eqeq2d 2773 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ↔ (𝑃‘0) = (𝑃‘3)))
96 sneq 4598 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝑃‘3) = (𝑃‘0) → {(𝑃‘3)} = {(𝑃‘0)})
9796eqcoms 2770 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → {(𝑃‘3)} = {(𝑃‘0)})
9897uneq2d 4121 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘0)}))
99 snsstp1 4781 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4141 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2797 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 412 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
106105adantl 486 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2801 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
108107ex 417 . . . . . . . . . . . . . . 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 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
111110imp 411 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
112 breq2 5112 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((♯‘𝐹) = 3 → (1 ≤ (♯‘𝐹) ↔ 1 ≤ 3))
11344, 112mpbiri 261 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((♯‘𝐹) = 3 → 1 ≤ (♯‘𝐹))
114113ad2antll 741 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 1 ≤ (♯‘𝐹))
1152ad2antrr 738 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃)
116 cyclnumvtx 30160 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 ≤ (♯‘𝐹) ∧ 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃) → (♯‘ran 𝑃) = (♯‘𝐹))
117114, 115, 116syl2anc 595 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (♯‘ran 𝑃) = (♯‘𝐹))
1181ad2antrr 738 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (♯‘𝐹) = 3)
119117, 118eqtrd 2797 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (♯‘ran 𝑃) = 3)
120 cycl3grtri.g . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐺 ∈ UPGraph)
121 cycl3grtrilem 48739 . . . . . . . . . . . . 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 692 . . . . . . . . . . . 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 1145 . . . . . . . . . . 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 3598 . . . . . . . . . 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 2762 . . . . . . . . . . 11 (Edg‘𝐺) = (Edg‘𝐺)
12629, 125isgrtri 48736 . . . . . . . . . 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 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))
128127exp32 425 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) → ((♯‘𝐹) = 3 → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))))
129128com23 87 . . . . . . 7 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))))
130129expcom 418 . . . . . 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 411 . . . 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 400  w3a 1102   = wceq 1569  wcel 2142  wrex 3088  cun 3902  wss 3904  {csn 4588  {cpr 4590  {ctp 4592   class class class wbr 5108  dom cdm 5660  ran crn 5661  cima 5663   Fn wfn 6531  wf 6532  cfv 6536  (class class class)co 7412  0cc0 11106  1c1 11107  cle 11250  2c2 12301  3c3 12302  0cn0 12510  cuz 12868  ...cfz 13541  ..^cfzo 13689  chash 14373  Vtxcvtx 29357  Edgcedg 29408  UPGraphcupgr 29441  Walkscwlks 29957  Pathscpths 30070  Cyclesccycls 30145  GrTrianglescgrtri 48730
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5237  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5335  ax-pr 5403  ax-un 7734  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-ifp 1078  df-3or 1103  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-nf 1813  df-sb 2096  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4595  df-uni 4872  df-int 4912  df-iun 4957  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5555  df-eprel 5560  df-po 5568  df-so 5569  df-fr 5613  df-we 5615  df-xp 5666  df-rel 5667  df-cnv 5668  df-co 5669  df-dm 5670  df-rn 5671  df-res 5672  df-ima 5673  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7861  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-frecs 8276  df-wrecs 8307  df-recs 8356  df-rdg 8395  df-1o 8451  df-2o 8452  df-3o 8453  df-oadd 8455  df-er 8692  df-map 8824  df-pm 8825  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-dju 9894  df-card 9932  df-pnf 11251  df-mnf 11252  df-xr 11253  df-ltxr 11254  df-le 11255  df-sub 11449  df-neg 11450  df-nn 12240  df-2 12309  df-3 12310  df-n0 12511  df-xnn0 12584  df-z 12598  df-uz 12869  df-fz 13542  df-fzo 13690  df-hash 14374  df-word 14558  df-edg 29409  df-uhgr 29419  df-upgr 29443  df-wlks 29960  df-trls 30051  df-pths 30074  df-cycls 30147  df-grtri 48731
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