Theorem cycl3grtrilem 48752

Description: Lemma for cycl3grtri 48753. (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 30111	. . . 4 ⊢ (𝐹(Paths‘𝐺)𝑃 → 𝐹(Walks‘𝐺)𝑃)
2		eqid 2766	. . . . 5 ⊢ (Edg‘𝐺) = (Edg‘𝐺)
3	2	upgrwlkvtxedg 30031	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Walks‘𝐺)𝑃) → ∀𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐹)){(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺))
4	1, 3	sylan2 605	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) → ∀𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐹)){(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺))
5	4	adantr 486	. 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 7431	. . . . . . 7 ⊢ ((♯‘𝐹) = 3 → (0..^(♯‘𝐹)) = (0..^3))
7		fzo0to3tp 13800	. . . . . . 7 ⊢ (0..^3) = {0, 1, 2}
8	6, 7	eqtrdi 2817	. . . . . 6 ⊢ ((♯‘𝐹) = 3 → (0..^(♯‘𝐹)) = {0, 1, 2})
9	8	adantl 487	. . . . 5 ⊢ (((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3) → (0..^(♯‘𝐹)) = {0, 1, 2})
10	9	adantl 487	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Paths‘𝐺)𝑃) ∧ ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ∧ (♯‘𝐹) = 3)) → (0..^(♯‘𝐹)) = {0, 1, 2})
11	10	raleqdv 3326	. . 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 6888	. . . . . . 7 ⊢ ((♯‘𝐹) = 3 → (𝑃‘(♯‘𝐹)) = (𝑃‘3))
13	12	eqeq2d 2777	. . . . . 6 ⊢ ((♯‘𝐹) = 3 → ((𝑃‘0) = (𝑃‘(♯‘𝐹)) ↔ (𝑃‘0) = (𝑃‘3)))
14		c0ex 11218	. . . . . . . 8 ⊢ 0 ∈ V
15		1ex 11221	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ V
16		2ex 12336	. . . . . . . 8 ⊢ 2 ∈ V
17		fveq2 6888	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 0 → (𝑃‘𝑥) = (𝑃‘0))
18		fv0p1e1 12380	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 0 → (𝑃‘(𝑥 + 1)) = (𝑃‘1))
19	17, 18	preq12d 4712	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 0 → {(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} = {(𝑃‘0), (𝑃‘1)})
20	19	eleq1d 2851	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 0 → ({(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), (𝑃‘1)} ∈ (Edg‘𝐺)))
21		fveq2 6888	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 1 → (𝑃‘𝑥) = (𝑃‘1))
22		oveq1 7430	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 1 → (𝑥 + 1) = (1 + 1))
23		1p1e2 12382	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (1 + 1) = 2
24	22, 23	eqtrdi 2817	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 1 → (𝑥 + 1) = 2)
25	24	fveq2d 6892	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 1 → (𝑃‘(𝑥 + 1)) = (𝑃‘2))
26	21, 25	preq12d 4712	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 1 → {(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} = {(𝑃‘1), (𝑃‘2)})
27	26	eleq1d 2851	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 1 → ({(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘1), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
28		fveq2 6888	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 2 → (𝑃‘𝑥) = (𝑃‘2))
29		oveq1 7430	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 2 → (𝑥 + 1) = (2 + 1))
30		2p1e3 12400	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (2 + 1) = 3
31	29, 30	eqtrdi 2817	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 2 → (𝑥 + 1) = 3)
32	31	fveq2d 6892	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 2 → (𝑃‘(𝑥 + 1)) = (𝑃‘3))
33	28, 32	preq12d 4712	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 2 → {(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} = {(𝑃‘2), (𝑃‘3)})
34	33	eleq1d 2851	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 2 → ({(𝑃‘𝑥), (𝑃‘(𝑥 + 1))} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘2), (𝑃‘3)} ∈ (Edg‘𝐺)))
35	14, 15, 16, 20, 27, 34	raltp 4676	. . . . . . 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 1213	. . . . . . . . 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 4705	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → {(𝑃‘2), (𝑃‘0)} = {(𝑃‘2), (𝑃‘3)})
38		prcom 4703	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ {(𝑃‘2), (𝑃‘0)} = {(𝑃‘0), (𝑃‘2)}
39	37, 38	eqtr3di 2816	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → {(𝑃‘2), (𝑃‘3)} = {(𝑃‘0), (𝑃‘2)})
40	39	eleq1d 2851	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → ({(𝑃‘2), (𝑃‘3)} ∈ (Edg‘𝐺) ↔ {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
41	40	biimpcd 252	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ({(𝑃‘2), (𝑃‘3)} ∈ (Edg‘𝐺) → ((𝑃‘0) = (𝑃‘3) → {(𝑃‘0), (𝑃‘2)} ∈ (Edg‘𝐺)))
42	41	3ad2ant3 1153	. . . . . . . . . 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 413	. . . . . . . . 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 1214	. . . . . . . . 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 1146	. . . . . . . 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 418	. . . . . . 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 245	. . . . . 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 256	. . . . 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 413	. . . 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 487	. . 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 243	. 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 16	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)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2146  ∀wral 3082  {cpr 4596  {ctp 4598   class class class wbr 5114  ‘cfv 6543  (class class class)co 7423  0cc0 11118  1c1 11119   + caddc 11121  2c2 12313  3c3 12314  ..^cfzo 13701  ♯chash 14386  Edgcedg 29434  UPGraphcupgr 29467  Walkscwlks 29983  Pathscpths 30096

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-cnex 11174  ax-resscn 11175  ax-1cn 11176  ax-icn 11177  ax-addcl 11178  ax-addrcl 11179  ax-mulcl 11180  ax-mulrcl 11181  ax-mulcom 11182  ax-addass 11183  ax-mulass 11184  ax-distr 11185  ax-i2m1 11186  ax-1ne0 11187  ax-1rid 11188  ax-rnegex 11189  ax-rrecex 11190  ax-cnre 11191  ax-pre-lttri 11192  ax-pre-lttrn 11193  ax-pre-ltadd 11194  ax-pre-mulgt0 11195

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-ifp 1079  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4878  df-int 4918  df-iun 4963  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5561  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-we 5621  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6309  df-ord 6370  df-on 6371  df-lim 6372  df-suc 6373  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7380  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-om 7872  df-1st 7995  df-2nd 7996  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-oadd 8466  df-er 8703  df-map 8835  df-pm 8836  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-dju 9906  df-card 9944  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265  df-ltxr 11266  df-le 11267  df-sub 11461  df-neg 11462  df-nn 12252  df-2 12321  df-3 12322  df-n0 12523  df-xnn0 12596  df-z 12610  df-uz 12881  df-fz 13554  df-fzo 13702  df-hash 14387  df-word 14571  df-edg 29435  df-uhgr 29445  df-upgr 29469  df-wlks 29986  df-trls 30077  df-pths 30100

This theorem is used by:  cycl3grtri  48753