Theorem frcond4 30591

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 30590	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ FriendGraph → ((𝑘 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙) → ∃𝑥 ∈ 𝑉 ((𝐺 NeighbVtx 𝑘) ∩ (𝐺 NeighbVtx 𝑙)) = {𝑥}))
4		eldifsn 4758	. . . . . 6 ⊢ (𝑙 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘}) ↔ (𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ≠ 𝑘))
5		necom 3018	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑙 ≠ 𝑘 ↔ 𝑘 ≠ 𝑙)
6	5	biimpi 219	. . . . . . 7 ⊢ (𝑙 ≠ 𝑘 → 𝑘 ≠ 𝑙)
7	6	anim2i 628	. . . . . 6 ⊢ ((𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ≠ 𝑘) → (𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙))
8	4, 7	sylbi 220	. . . . 5 ⊢ (𝑙 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘}) → (𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙))
9	8	anim2i 628	. . . 4 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘})) → (𝑘 ∈ 𝑉 ∧ (𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙)))
10		3anass 1109	. . . 4 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙) ↔ (𝑘 ∈ 𝑉 ∧ (𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙)))
11	9, 10	sylibr 237	. . 3 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘})) → (𝑘 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙))
12	3, 11	impel 514	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ (𝑘 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘}))) → ∃𝑥 ∈ 𝑉 ((𝐺 NeighbVtx 𝑘) ∩ (𝐺 NeighbVtx 𝑙)) = {𝑥})
13	12	ralrimivva 3215	1 ⊢ (𝐺 ∈ FriendGraph → ∀𝑘 ∈ 𝑉 ∀𝑙 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘})∃𝑥 ∈ 𝑉 ((𝐺 NeighbVtx 𝑘) ∩ (𝐺 NeighbVtx 𝑙)) = {𝑥})

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   ∧ w3a 1101   = wceq 1568   ∈ wcel 2150   ≠ wne 2965  ∀wral 3086  ∃wrex 3096   ∖ cdif 3910   ∩ cin 3912  {csn 4594  ‘cfv 6540  (class class class)co 7414  Vtxcvtx 29316  Edgcedg 29367   NeighbVtx cnbgr 29652   FriendGraph cfrgr 30579

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1823  ax-4 1837  ax-5 1938  ax-6 1995  ax-7 2036  ax-8 2152  ax-9 2160  ax-10 2183  ax-11 2199  ax-12 2220  ax-ext 2742  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5340  ax-pr 5408  ax-un 7736  ax-cnex 11159  ax-resscn 11160  ax-1cn 11161  ax-icn 11162  ax-addcl 11163  ax-addrcl 11164  ax-mulcl 11165  ax-mulrcl 11166  ax-mulcom 11167  ax-addass 11168  ax-mulass 11169  ax-distr 11170  ax-i2m1 11171  ax-1ne0 11172  ax-1rid 11173  ax-rnegex 11174  ax-rrecex 11175  ax-cnre 11176  ax-pre-lttri 11177  ax-pre-lttrn 11178  ax-pre-ltadd 11179  ax-pre-mulgt0 11180

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1571  df-fal 1581  df-ex 1808  df-nf 1812  df-sb 2099  df-mo 2574  df-eu 2604  df-clab 2749  df-cleq 2762  df-clel 2845  df-nfc 2919  df-ne 2966  df-nel 3072  df-ral 3087  df-rex 3097  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3464  df-sbc 3753  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  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 5560  df-eprel 5565  df-po 5573  df-so 5574  df-fr 5618  df-we 5620  df-xp 5671  df-rel 5672  df-cnv 5673  df-co 5674  df-dm 5675  df-rn 5676  df-res 5677  df-ima 5678  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7866  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8456  df-2o 8457  df-oadd 8460  df-er 8697  df-en 8947  df-dom 8948  df-sdom 8949  df-fin 8950  df-dju 9890  df-card 9928  df-pnf 11248  df-mnf 11249  df-xr 11250  df-ltxr 11251  df-le 11252  df-sub 11446  df-neg 11447  df-nn 12237  df-2 12306  df-n0 12508  df-xnn0 12581  df-z 12595  df-uz 12866  df-fz 13539  df-hash 14370  df-edg 29368  df-upgr 29402  df-umgr 29403  df-usgr 29471  df-nbgr 29653  df-frgr 30580

This theorem is referenced by: (None)