Theorem cycl3grtrilem 48444

Description: Lemma for cycl3grtri 48445. (Contributed by AV, 5-Oct-2025.)

Assertion

Ref	Expression
cycl3grtrilem	⊢ (((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)))

Proof of Theorem cycl3grtrilem

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pthiswlk 29818	. . . 4 ⊢ (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → 𝐹(Walks‘𝐺)𝑃)
2		eqid 2740	. . . . 5 ⊢ (Edg‘𝐺) = (Edg‘𝐺)
3	2	upgrwlkvtxedg 29738	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Walks‘𝐺)𝑃) → ∀𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐹)){(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺))
4	1, 3	sylan2 599	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → ∀𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐹)){(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺))
5	4	adantr 481	. 2 ⊢ (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → ∀𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐹)){(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺))
6		oveq2 7371	. . . . . . 7 ⊢ ((♯‘𝐹) = 3 → (0..^(♯‘𝐹)) = (0..^3))
7		fzo0to3tp 13705	. . . . . . 7 ⊢ (0..^3) = {0, 1, 2}
8	6, 7	eqtrdi 2791	. . . . . 6 ⊢ ((♯‘𝐹) = 3 → (0..^(♯‘𝐹)) = {0, 1, 2})
9	8	adantl 482	. . . . 5 ⊢ (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (0..^(♯‘𝐹)) = {0, 1, 2})
10	9	adantl 482	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (0..^(♯‘𝐹)) = {0, 1, 2})
11	10	raleqdv 3298	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (∀𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐹)){(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ ∀𝑥 ∈ {0, 1, 2} {(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺)))
12		fveq2 6834	. . . . . . 7 ⊢ ((♯‘𝐹) = 3 → (𝑃‘(♯‘𝐹)) = (𝑃‘3))
13	12	eqeq2d 2751	. . . . . 6 ⊢ ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ↔ (𝑃‘0) = (𝑃‘3)))
14		c0ex 11136	. . . . . . . 8 ⊢ 0 ∈ V
15		1ex 11138	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ V
16		2ex 12256	. . . . . . . 8 ⊢ 2 ∈ V
17		fveq2 6834	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 0 → (𝑃‘𝑥) = (𝑃‘0))
18		fv0p1e1 12297	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 0 → (𝑃‘(𝑥 + 1)) = (𝑃‘1))
19	17, 18	preq12d 4680	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 0 → {(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1)})
20	19	eleq1d 2825	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 0 → ({(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺)))
21		fveq2 6834	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 1 → (𝑃‘𝑥) = (𝑃‘1))
22		oveq1 7370	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 1 → (𝑥 + 1) = (1 + 1))
23		1p1e2 12299	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (1 + 1) = 2
24	22, 23	eqtrdi 2791	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 1 → (𝑥 + 1) = 2)
25	24	fveq2d 6838	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 1 → (𝑃‘(𝑥 + 1)) = (𝑃‘2))
26	21, 25	preq12d 4680	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 1 → {(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} = {(𝑃‘1), (𝑃‘2)})
27	26	eleq1d 2825	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 1 → ({(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
28		fveq2 6834	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 2 → (𝑃‘𝑥) = (𝑃‘2))
29		oveq1 7370	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 2 → (𝑥 + 1) = (2 + 1))
30		2p1e3 12316	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (2 + 1) = 3
31	29, 30	eqtrdi 2791	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 2 → (𝑥 + 1) = 3)
32	31	fveq2d 6838	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 2 → (𝑃‘(𝑥 + 1)) = (𝑃‘3))
33	28, 32	preq12d 4680	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 2 → {(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} = {(𝑃‘2), (𝑃‘3)})
34	33	eleq1d 2825	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 2 → ({(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘2), (𝑃‘3)} ∈ (Edg‘𝐺)))
35	14, 15, 16, 20, 27, 34	raltp 4644	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑥 ∈ {0, 1, 2} {(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘2), (𝑃‘3)} ∈ (Edg‘𝐺)))
36		simpr1 1201	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑃‘0) = (𝑃‘3) ∧ ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘2), (𝑃‘3)} ∈ (Edg‘𝐺))) → {(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺))
37		preq2 4673	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → {(𝑃‘2), (𝑃‘0)} = {(𝑃‘2), (𝑃‘3)})
38		prcom 4671	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ {(𝑃‘2), (𝑃‘0)} = {(𝑃‘0), (𝑃‘2)}
39	37, 38	eqtr3di 2790	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → {(𝑃‘2), (𝑃‘3)} = {(𝑃‘0), (𝑃‘2)})
40	39	eleq1d 2825	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → ({(𝑃‘2), (𝑃‘3)} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
41	40	biimpcd 250	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ({(𝑃‘2), (𝑃‘3)} ∈ (Edg‘𝐺) → ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
42	41	3ad2ant3 1141	. . . . . . . . . 10 ⊢ (({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘2), (𝑃‘3)} ∈ (Edg‘𝐺)) → ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
43	42	impcom 408	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑃‘0) = (𝑃‘3) ∧ ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘2), (𝑃‘3)} ∈ (Edg‘𝐺))) → {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺))
44		simpr2 1202	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑃‘0) = (𝑃‘3) ∧ ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘2), (𝑃‘3)} ∈ (Edg‘𝐺))) → {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺))
45	36, 43, 44	3jca 1134	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑃‘0) = (𝑃‘3) ∧ ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘2), (𝑃‘3)} ∈ (Edg‘𝐺))) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
46	45	ex 413	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → (({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘2), (𝑃‘3)} ∈ (Edg‘𝐺)) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺))))
47	35, 46	biimtrid 243	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → (∀𝑥 ∈ {0, 1, 2} {(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺))))
48	13, 47	biimtrdi 254	. . . . 5 ⊢ ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) → (∀𝑥 ∈ {0, 1, 2} {(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))))
49	48	impcom 408	. . . 4 ⊢ (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (∀𝑥 ∈ {0, 1, 2} {(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺))))
50	49	adantl 482	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (∀𝑥 ∈ {0, 1, 2} {(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺))))
51	11, 50	sylbid 241	. 2 ⊢ (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (∀𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐹)){(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) → ({(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺) ∧ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺))))
52	5, 51	mpd 15	1 ⊢ (((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)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1092   = wceq 1547   ∈ wcel 2119  ∀wral 3054  {cpr 4564  {ctp 4566   class class class wbr 5079  ‘cfv 6492  (class class class)co 7363  0cc0 11036  1c1 11037   + caddc 11039  2c2 12234  3c3 12235  ..^cfzo 13606  ♯chash 14290  Edgcedg 29141  UPGraphcupgr 29174  Walkscwlks 29690  Pathscpths 29803

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2712  ax-rep 5206  ax-sep 5225  ax-nul 5235  ax-pow 5301  ax-pr 5369  ax-un 7685  ax-cnex 11092  ax-resscn 11093  ax-1cn 11094  ax-icn 11095  ax-addcl 11096  ax-addrcl 11097  ax-mulcl 11098  ax-mulrcl 11099  ax-mulcom 11100  ax-addass 11101  ax-mulass 11102  ax-distr 11103  ax-i2m1 11104  ax-1ne0 11105  ax-1rid 11106  ax-rnegex 11107  ax-rrecex 11108  ax-cnre 11109  ax-pre-lttri 11110  ax-pre-lttrn 11111  ax-pre-ltadd 11112  ax-pre-mulgt0 11113

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-ifp 1069  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2719  df-cleq 2732  df-clel 2815  df-nfc 2889  df-ne 2936  df-nel 3040  df-ral 3055  df-rex 3065  df-reu 3346  df-rab 3393  df-v 3434  df-sbc 3731  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4269  df-if 4462  df-pw 4538  df-sn 4563  df-pr 4565  df-tp 4567  df-op 4569  df-uni 4846  df-int 4885  df-iun 4930  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5161  df-tr 5187  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7320  df-ov 7366  df-oprab 7367  df-mpo 7368  df-om 7814  df-1st 7938  df-2nd 7939  df-frecs 8228  df-wrecs 8259  df-recs 8308  df-rdg 8346  df-1o 8402  df-2o 8403  df-oadd 8406  df-er 8640  df-map 8772  df-pm 8773  df-en 8891  df-dom 8892  df-sdom 8893  df-fin 8894  df-dju 9823  df-card 9861  df-pnf 11179  df-mnf 11180  df-xr 11181  df-ltxr 11182  df-le 11183  df-sub 11377  df-neg 11378  df-nn 12173  df-2 12242  df-3 12243  df-n0 12436  df-xnn0 12509  df-z 12523  df-uz 12787  df-fz 13460  df-fzo 13607  df-hash 14291  df-word 14474  df-edg 29142  df-uhgr 29152  df-upgr 29176  df-wlks 29693  df-trls 29784  df-pths 29807

This theorem is referenced by:  cycl3grtri  48445