Theorem frcond4 30199

Description: The friendship condition, alternatively expressed by neighborhoods: in a friendship graph, the neighborhoods of two different vertices have exactly one vertex in common. (Contributed by Alexander van der Vekens, 19-Dec-2017.) (Revised by AV, 29-Mar-2021.) (Proof shortened by AV, 30-Dec-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
frcond1.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
frcond1.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
frcond4	⊢ (𝐺 ∈ FriendGraph → ∀𝑘 ∈ 𝑉 ∀𝑙 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘})∃𝑥 ∈ 𝑉 ((𝐺 NeighbVtx 𝑘) ∩ (𝐺 NeighbVtx 𝑙)) = {𝑥})

Distinct variable groups:   𝑘,𝑙,𝐸   𝑘,𝐺,𝑙   𝑘,𝑉,𝑙   𝑥,𝐸   𝑥,𝐺   𝑥,𝑉,𝑘,𝑙

Proof of Theorem frcond4

Step	Hyp	Ref	Expression
1		frcond1.v	. . . 4 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2		frcond1.e	. . . 4 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
3	1, 2	frcond3 30198	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ FriendGraph → ((𝑘 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙) → ∃𝑥 ∈ 𝑉 ((𝐺 NeighbVtx 𝑘) ∩ (𝐺 NeighbVtx 𝑙)) = {𝑥}))
4		eldifsn 4750	. . . . . 6 ⊢ (𝑙 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘}) ↔ (𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ≠ 𝑘))
5		necom 2978	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑙 ≠ 𝑘 ↔ 𝑘 ≠ 𝑙)
6	5	biimpi 216	. . . . . . 7 ⊢ (𝑙 ≠ 𝑘 → 𝑘 ≠ 𝑙)
7	6	anim2i 617	. . . . . 6 ⊢ ((𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ≠ 𝑘) → (𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙))
8	4, 7	sylbi 217	. . . . 5 ⊢ (𝑙 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘}) → (𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙))
9	8	anim2i 617	. . . 4 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘})) → (𝑘 ∈ 𝑉 ∧ (𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙)))
10		3anass 1094	. . . 4 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙) ↔ (𝑘 ∈ 𝑉 ∧ (𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙)))
11	9, 10	sylibr 234	. . 3 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘})) → (𝑘 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙))
12	3, 11	impel 505	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ (𝑘 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘}))) → ∃𝑥 ∈ 𝑉 ((𝐺 NeighbVtx 𝑘) ∩ (𝐺 NeighbVtx 𝑙)) = {𝑥})
13	12	ralrimivva 3180	1 ⊢ (𝐺 ∈ FriendGraph → ∀𝑘 ∈ 𝑉 ∀𝑙 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘})∃𝑥 ∈ 𝑉 ((𝐺 NeighbVtx 𝑘) ∩ (𝐺 NeighbVtx 𝑙)) = {𝑥})

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2109   ≠ wne 2925  ∀wral 3044  ∃wrex 3053   ∖ cdif 3911   ∩ cin 3913  {csn 4589  ‘cfv 6511  (class class class)co 7387  Vtxcvtx 28923  Edgcedg 28974   NeighbVtx cnbgr 29259   FriendGraph cfrgr 30187

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-int 4911  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-1o 8434  df-2o 8435  df-oadd 8438  df-er 8671  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-fin 8922  df-dju 9854  df-card 9892  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-nn 12187  df-2 12249  df-n0 12443  df-xnn0 12516  df-z 12530  df-uz 12794  df-fz 13469  df-hash 14296  df-edg 28975  df-upgr 29009  df-umgr 29010  df-usgr 29078  df-nbgr 29260  df-frgr 30188

This theorem is referenced by: (None)