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Theorem cycl3grtri 48507
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 29928 . . . 4 (𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃 → (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹))))
4 tpeq1 4691 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧})
54eqeq2d 2763 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑃‘0) → (ran 𝑃 = {𝑥, 𝑦, 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧}))
6 preq1 4682 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑦} = {(𝑃‘0), 𝑦})
76eleq1d 2837 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑃‘0) → ({𝑥, 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺)))
8 preq1 4682 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝑃‘0) → {𝑥, 𝑧} = {(𝑃‘0), 𝑧})
98eleq1d 2837 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑃‘0) → ({𝑥, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺)))
107, 93anbi12d 1448 . . . . . . . . . . . 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 1449 . . . . . . . . . . 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 4692 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝑃‘1) → {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧})
1312eqeq2d 2763 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = (𝑃‘1) → (ran 𝑃 = {(𝑃‘0), 𝑦, 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧}))
14 preq2 4683 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (𝑃‘1) → {(𝑃‘0), 𝑦} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1)})
1514eleq1d 2837 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝑃‘1) → ({(𝑃‘0), 𝑦} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺)))
16 preq1 4682 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = (𝑃‘1) → {𝑦, 𝑧} = {(𝑃‘1), 𝑧})
1716eleq1d 2837 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝑃‘1) → ({𝑦, 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘1), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺)))
1815, 173anbi13d 1449 . . . . . . . . . . . 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 1449 . . . . . . . . . . 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 4693 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
2120eqeq2d 2763 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = (𝑃‘2) → (ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), 𝑧} ↔ ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
22 preq2 4683 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘0), 𝑧} = {(𝑃‘0), (𝑃‘2)})
2322eleq1d 2837 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑃‘2) → ({(𝑃‘0), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
24 preq2 4683 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑃‘2) → {(𝑃‘1), 𝑧} = {(𝑃‘1), (𝑃‘2)})
2524eleq1d 2837 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑃‘2) → ({(𝑃‘1), 𝑧} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
2623, 253anbi23d 1450 . . . . . . . . . . . 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 1449 . . . . . . . . . . 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 29860 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃𝐹(Walks‘𝐺)𝑃)
29 eqid 2752 . . . . . . . . . . . . . . 15 (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐺)
3029wlkp 29752 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺))
31 simpl 485 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺))
32 3nn0 12485 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3 ∈ ℕ0
33 0elfz 13615 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (3 ∈ ℕ0 → 0 ∈ (0...3))
3432, 33ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 0 ∈ (0...3)
35 oveq2 7389 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((♯‘𝐹) = 3 → (0...(♯‘𝐹)) = (0...3))
3634, 35eleqtrrid 2859 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((♯‘𝐹) = 3 → 0 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
3736ad2antll 737 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 0 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
3831, 37ffvelcdmd 7051 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺))
3938ex 415 . . . . . . . . . . . . . 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 484 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺)))
4241imp 409 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘0) ∈ (Vtx‘𝐺))
43 1nn0 12483 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1 ∈ ℕ0
44 1le3 12418 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1 ≤ 3
45 elfz2nn0 13609 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (1 ∈ (0...3) ↔ (1 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0 ∧ 1 ≤ 3))
4643, 32, 44, 45mpbir3an 1351 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1 ∈ (0...3)
4746, 35eleqtrrid 2859 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((♯‘𝐹) = 3 → 1 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
4847ad2antll 737 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 1 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
4931, 48ffvelcdmd 7051 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺))
5049ex 415 . . . . . . . . . . . . . 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 484 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺)))
5352imp 409 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘1) ∈ (Vtx‘𝐺))
54 2nn0 12484 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ∈ ℕ0
55 2re 12278 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 ∈ ℝ
56 3re 12284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3 ∈ ℝ
57 2lt3 12377 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 < 3
5855, 56, 57ltleii 11292 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ≤ 3
59 elfz2nn0 13609 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (2 ∈ (0...3) ↔ (2 ∈ ℕ0 ∧ 3 ∈ ℕ0 ∧ 2 ≤ 3))
6054, 32, 58, 59mpbir3an 1351 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2 ∈ (0...3)
6160, 35eleqtrrid 2859 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((♯‘𝐹) = 3 → 2 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
6261ad2antll 737 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 2 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
6331, 62ffvelcdmd 7051 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺))
6463ex 415 . . . . . . . . . . . . . 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 484 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺)))
6766imp 409 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃‘2) ∈ (Vtx‘𝐺))
68 fdm 6686 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → dom 𝑃 = (0...(♯‘𝐹)))
69 elnn0uz 12866 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (3 ∈ ℕ0 ↔ 3 ∈ (ℤ‘0))
7032, 69mpbi 232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3 ∈ (ℤ‘0)
71 fzisfzounsn 13772 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (3 ∈ (ℤ‘0) → (0...3) = ((0..^3) ∪ {3}))
7270, 71ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (0...3) = ((0..^3) ∪ {3})
73 fzo0to3tp 13744 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (0..^3) = {0, 1, 2}
7473uneq1i 4108 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((0..^3) ∪ {3}) = ({0, 1, 2} ∪ {3})
7572, 74eqtri 2775 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (0...3) = ({0, 1, 2} ∪ {3})
7635, 75eqtrdi 2803 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((♯‘𝐹) = 3 → (0...(♯‘𝐹)) = ({0, 1, 2} ∪ {3}))
7776adantl 484 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (0...(♯‘𝐹)) = ({0, 1, 2} ∪ {3}))
7868, 77sylan9eq 2807 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → dom 𝑃 = ({0, 1, 2} ∪ {3}))
7978imaeq2d 6035 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ dom 𝑃) = (𝑃 “ ({0, 1, 2} ∪ {3})))
80 imadmrn 6045 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑃 “ dom 𝑃) = ran 𝑃
81 imaundi 6120 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑃 “ ({0, 1, 2} ∪ {3})) = ((𝑃 “ {0, 1, 2}) ∪ (𝑃 “ {3}))
8279, 80, 813eqtr3g 2810 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 = ((𝑃 “ {0, 1, 2}) ∪ (𝑃 “ {3})))
83 ffn 6676 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) → 𝑃 Fn (0...(♯‘𝐹)))
8483adantr 483 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 𝑃 Fn (0...(♯‘𝐹)))
8584, 37, 48, 62fnimatpd 6936 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ {0, 1, 2}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
86 nn0fz0 13616 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (3 ∈ ℕ0 ↔ 3 ∈ (0...3))
8732, 86mpbi 232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3 ∈ (0...3)
8887, 35eleqtrrid 2859 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((♯‘𝐹) = 3 → 3 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
8988adantl 484 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → 3 ∈ (0...(♯‘𝐹)))
90 fnsnfv 6931 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑃 Fn (0...(♯‘𝐹)) ∧ 3 ∈ (0...(♯‘𝐹))) → {(𝑃‘3)} = (𝑃 “ {3}))
9183, 89, 90syl2an 604 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → {(𝑃‘3)} = (𝑃 “ {3}))
9291eqcomd 2758 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (𝑃 “ {3}) = {(𝑃‘3)})
9385, 92uneq12d 4113 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 6852 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((♯‘𝐹) = 3 → (𝑃‘(♯‘𝐹)) = (𝑃‘3))
9594eqeq2d 2763 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ↔ (𝑃‘0) = (𝑃‘3)))
96 sneq 4582 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝑃‘3) = (𝑃‘0) → {(𝑃‘3)} = {(𝑃‘0)})
9796eqcoms 2760 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → {(𝑃‘3)} = {(𝑃‘0)})
9897uneq2d 4112 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘0)}))
99 snsstp1 4764 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4132 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 220 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘0)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
10398, 102eqtrd 2787 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
10495, 103biimtrdi 255 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
105104impcom 410 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∪ {(𝑃‘3)}) = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
106105adantl 484 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2791 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃:(0...(♯‘𝐹))⟶(Vtx‘𝐺) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
108107ex 415 . . . . . . . . . . . . . . 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 484 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)}))
111110imp 409 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 = {(𝑃‘0), (𝑃‘1), (𝑃‘2)})
112 breq2 5094 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((♯‘𝐹) = 3 → (1 ≤ (♯‘𝐹) ↔ 1 ≤ 3))
11344, 112mpbiri 260 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((♯‘𝐹) = 3 → 1 ≤ (♯‘𝐹))
114113ad2antll 737 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 1 ≤ (♯‘𝐹))
1152ad2antrr 734 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃)
116 cyclnumvtx 29935 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 ≤ (♯‘𝐹) ∧ 𝐹(Cycles‘𝐺)𝑃) → (♯‘ran 𝑃) = (♯‘𝐹))
117114, 115, 116syl2anc 592 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (♯‘ran 𝑃) = (♯‘𝐹))
1181ad2antrr 734 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (♯‘𝐹) = 3)
119117, 118eqtrd 2787 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (♯‘ran 𝑃) = 3)
120 cycl3grtri.g . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐺 ∈ UPGraph)
121 cycl3grtrilem 48506 . . . . . . . . . . . . 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 688 . . . . . . . . . . . 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 1137 . . . . . . . . . . 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 3590 . . . . . . . . . 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 2752 . . . . . . . . . . 11 (Edg‘𝐺) = (Edg‘𝐺)
12629, 125isgrtri 48503 . . . . . . . . . 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 236 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ran 𝑃 ∈ (GrTriangles‘𝐺))
128127exp32 423 . . . . . . . 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 416 . . . . . 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 409 . . . 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 398  w3a 1095   = wceq 1550  wcel 2132  wrex 3076  cun 3893  wss 3895  {csn 4572  {cpr 4574  {ctp 4576   class class class wbr 5090  dom cdm 5636  ran crn 5637  cima 5639   Fn wfn 6501  wf 6502  cfv 6506  (class class class)co 7381  0cc0 11059  1c1 11060  cle 11203  2c2 12258  3c3 12259  0cn0 12467  cuz 12825  ...cfz 13498  ..^cfzo 13645  chash 14329  Vtxcvtx 29132  Edgcedg 29183  UPGraphcupgr 29216  Walkscwlks 29732  Pathscpths 29845  Cyclesccycls 29920  GrTrianglescgrtri 48497
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1805  ax-4 1819  ax-5 1920  ax-6 1977  ax-7 2018  ax-8 2134  ax-9 2142  ax-10 2165  ax-11 2181  ax-12 2202  ax-ext 2724  ax-rep 5217  ax-sep 5236  ax-nul 5246  ax-pow 5312  ax-pr 5380  ax-un 7703  ax-cnex 11115  ax-resscn 11116  ax-1cn 11117  ax-icn 11118  ax-addcl 11119  ax-addrcl 11120  ax-mulcl 11121  ax-mulrcl 11122  ax-mulcom 11123  ax-addass 11124  ax-mulass 11125  ax-distr 11126  ax-i2m1 11127  ax-1ne0 11128  ax-1rid 11129  ax-rnegex 11130  ax-rrecex 11131  ax-cnre 11132  ax-pre-lttri 11133  ax-pre-lttrn 11134  ax-pre-ltadd 11135  ax-pre-mulgt0 11136
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 857  df-ifp 1072  df-3or 1096  df-3an 1097  df-tru 1553  df-fal 1563  df-ex 1790  df-nf 1794  df-sb 2081  df-mo 2556  df-eu 2586  df-clab 2731  df-cleq 2744  df-clel 2827  df-nfc 2901  df-ne 2948  df-nel 3052  df-ral 3067  df-rex 3077  df-reu 3358  df-rab 3405  df-v 3446  df-sbc 3736  df-csb 3844  df-dif 3898  df-un 3900  df-in 3902  df-ss 3912  df-pss 3915  df-nul 4277  df-if 4471  df-pw 4547  df-sn 4573  df-pr 4575  df-tp 4577  df-op 4579  df-uni 4856  df-int 4896  df-iun 4941  df-br 5091  df-opab 5153  df-mpt 5172  df-tr 5198  df-id 5531  df-eprel 5536  df-po 5544  df-so 5545  df-fr 5589  df-we 5591  df-xp 5642  df-rel 5643  df-cnv 5644  df-co 5645  df-dm 5646  df-rn 5647  df-res 5648  df-ima 5649  df-pred 6273  df-ord 6334  df-on 6335  df-lim 6336  df-suc 6337  df-iota 6462  df-fun 6508  df-fn 6509  df-f 6510  df-f1 6511  df-fo 6512  df-f1o 6513  df-fv 6514  df-riota 7338  df-ov 7384  df-oprab 7385  df-mpo 7386  df-om 7832  df-1st 7955  df-2nd 7956  df-frecs 8246  df-wrecs 8277  df-recs 8326  df-rdg 8365  df-1o 8421  df-2o 8422  df-3o 8423  df-oadd 8425  df-er 8662  df-map 8794  df-pm 8795  df-en 8913  df-dom 8914  df-sdom 8915  df-fin 8916  df-dju 9845  df-card 9883  df-pnf 11204  df-mnf 11205  df-xr 11206  df-ltxr 11207  df-le 11208  df-sub 11402  df-neg 11403  df-nn 12197  df-2 12266  df-3 12267  df-n0 12468  df-xnn0 12541  df-z 12555  df-uz 12826  df-fz 13499  df-fzo 13646  df-hash 14330  df-word 14513  df-edg 29184  df-uhgr 29194  df-upgr 29218  df-wlks 29735  df-trls 29826  df-pths 29849  df-cycls 29922  df-grtri 48498
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