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Theorem cycl3grtri 48381
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 29850 . . . 4 (𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 → (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹))))
4 tpeq1 4687 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧})
54eqeq2d 2748 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑃‘0) → (ran 𝑃 = {𝑥, 𝑦, 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧}))
6 preq1 4678 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑦} = {(𝑃‘0), 𝑦})
76eleq1d 2822 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑃‘0) → ({𝑥, 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺)))
8 preq1 4678 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑧} = {(𝑃‘0), 𝑧})
98eleq1d 2822 . . . . . . . . . . . . 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 4688 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝑃‘1) → {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧})
1312eqeq2d 2748 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = (𝑃‘1) → (ran 𝑃 = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧}))
14 preq2 4679 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (𝑃‘1) → {(𝑃‘0), 𝑦} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1)})
1514eleq1d 2822 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝑃‘1) → ({(𝑃‘0), 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺)))
16 preq1 4678 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (𝑃‘1) → {𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘1), 𝑧})
1716eleq1d 2822 . . . . . . . . . . . . 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 4689 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
2120eqeq2d 2748 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = (𝑃‘2) → (ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
22 preq2 4679 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘0), 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘2)})
2322eleq1d 2822 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑃‘2) → ({(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
24 preq2 4679 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘1), 𝑧} = {(𝑃‘1), (𝑃‘2)})
2524eleq1d 2822 . . . . . . . . . . . . 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 29782 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃𝐹(Walks‘𝐺)𝑃)
29 eqid 2737 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐺)
3029wlkp 29674 . . . . . . . . . . . . . 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 12420 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3 ∈ ℕ0
33 0elfz 13541 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (3 ∈ ℕ0 → 0 ∈ (0...3))
3432, 33ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 0 ∈ (0...3)
35 oveq2 7366 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((♯‘𝐹) = 3 → (0...(♯‘𝐹)) = (0...3))
3634, 35eleqtrrid 2844 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 7029 . . . . . . . . . . . . . . 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 12418 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1 ∈ ℕ0
44 1le3 12353 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1 ≤ 3
45 elfz2nn0 13535 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (1 ∈ (0...3) ↔ (1 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0 ∧ 1 ≤ 3))
4643, 32, 44, 45mpbir3an 1343 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1 ∈ (0...3)
4746, 35eleqtrrid 2844 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 7029 . . . . . . . . . . . . . . 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 12419 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ∈ ℕ0
55 2re 12220 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 ∈ ℝ
56 3re 12226 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3 ∈ ℝ
57 2lt3 12313 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 < 3
5855, 56, 57ltleii 11257 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ≤ 3
59 elfz2nn0 13535 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (2 ∈ (0...3) ↔ (2 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0 ∧ 2 ≤ 3))
6054, 32, 58, 59mpbir3an 1343 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2 ∈ (0...3)
6160, 35eleqtrrid 2844 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 7029 . . . . . . . . . . . . . . 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 6669 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → dom 𝑃 = (0...(♯‘𝐹)))
69 elnn0uz 12793 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (3 ∈ ℕ0 ↔ 3 ∈ (ℤ‘0))
7032, 69mpbi 230 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3 ∈ (ℤ‘0)
71 fzisfzounsn 13697 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (3 ∈ (ℤ‘0) → (0...3) = ((0..^3) ∪ {3}))
7270, 71ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (0...3) = ((0..^3) ∪ {3})
73 fzo0to3tp 13669 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (0..^3) = {0, 1, 2}
7473uneq1i 4105 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((0..^3) ∪ {3}) = ({0, 1, 2} ∪ {3})
7572, 74eqtri 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (0...3) = ({0, 1, 2} ∪ {3})
7635, 75eqtrdi 2788 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2792 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → dom 𝑃 = ({0, 1, 2} ∪ {3}))
7978imaeq2d 6017 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ dom 𝑃) = (𝑃 “ ({0, 1, 2} ∪ {3})))
80 imadmrn 6027 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑃 “ dom 𝑃) = ran 𝑃
81 imaundi 6105 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑃 “ ({0, 1, 2} ∪ {3})) = ((𝑃 “ {0, 1, 2}) ∪ (𝑃 “ {3}))
8279, 80, 813eqtr3g 2795 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 = ((𝑃 “ {0, 1, 2}) ∪ (𝑃 “ {3})))
83 ffn 6660 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 6916 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ {0, 1, 2}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
86 nn0fz0 13542 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (3 ∈ ℕ0 ↔ 3 ∈ (0...3))
8732, 86mpbi 230 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3 ∈ (0...3)
8887, 35eleqtrrid 2844 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((♯‘𝐹) = 3 → 3 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
8988adantl 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → 3 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
90 fnsnfv 6911 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2743 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ {3}) = {(𝑃‘3)})
9385, 92uneq12d 4110 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 6832 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((♯‘𝐹) = 3 → (𝑃‘(♯‘𝐹)) = (𝑃‘3))
9594eqeq2d 2748 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ↔ (𝑃‘0) = (𝑃‘3)))
96 sneq 4578 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝑃‘3) = (𝑃‘0) → {(𝑃‘3)} = {(𝑃‘0)})
9796eqcoms 2745 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → {(𝑃‘3)} = {(𝑃‘0)})
9897uneq2d 4109 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘0)}))
99 snsstp1 4760 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4130 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2772 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2776 . . . . . . . . . . . . . . . 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 5090 . . . . . . . . . . . . . . . 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 29857 . . . . . . . . . . . . . 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 2772 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (♯‘ran 𝑃) = 3)
120 cycl3grtri.g . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐺 ∈ UPGraph)
121 cycl3grtrilem 48380 . . . . . . . . . . . . 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 3583 . . . . . . . . . 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 2737 . . . . . . . . . . 11 (Edg‘𝐺) = (Edg‘𝐺)
12629, 125isgrtri 48377 . . . . . . . . . 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 3062  cun 3888  wss 3890  {csn 4568  {cpr 4570  {ctp 4572   class class class wbr 5086  dom cdm 5622  ran crn 5623  cima 5625   Fn wfn 6485  wf 6486  cfv 6490  (class class class)co 7358  0cc0 11027  1c1 11028  cle 11168  2c2 12201  3c3 12202  0cn0 12402  cuz 12752  ...cfz 13424  ..^cfzo 13571  chash 14254  Vtxcvtx 29053  Edgcedg 29104  UPGraphcupgr 29137  Walkscwlks 29654  Pathscpths 29767  Cyclesccycls 29842  GrTrianglescgrtri 48371
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 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5300  ax-pr 5368  ax-un 7680  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 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-tp 4573  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5517  df-eprel 5522  df-po 5530  df-so 5531  df-fr 5575  df-we 5577  df-xp 5628  df-rel 5629  df-cnv 5630  df-co 5631  df-dm 5632  df-rn 5633  df-res 5634  df-ima 5635  df-pred 6257  df-ord 6318  df-on 6319  df-lim 6320  df-suc 6321  df-iota 6446  df-fun 6492  df-fn 6493  df-f 6494  df-f1 6495  df-fo 6496  df-f1o 6497  df-fv 6498  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-frecs 8222  df-wrecs 8253  df-recs 8302  df-rdg 8340  df-1o 8396  df-2o 8397  df-3o 8398  df-oadd 8400  df-er 8634  df-map 8766  df-pm 8767  df-en 8885  df-dom 8886  df-sdom 8887  df-fin 8888  df-dju 9814  df-card 9852  df-pnf 11169  df-mnf 11170  df-xr 11171  df-ltxr 11172  df-le 11173  df-sub 11367  df-neg 11368  df-nn 12147  df-2 12209  df-3 12210  df-n0 12403  df-xnn0 12476  df-z 12490  df-uz 12753  df-fz 13425  df-fzo 13572  df-hash 14255  df-word 14438  df-edg 29105  df-uhgr 29115  df-upgr 29139  df-wlks 29657  df-trls 29748  df-pths 29771  df-cycls 29844  df-grtri 48372
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