Theorem frcond4 30236

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 30235	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ FriendGraph → ((𝑘 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑘 ≠ 𝑙) → ∃𝑥 ∈ 𝑉 ((𝐺 NeighbVtx 𝑘) ∩ (𝐺 NeighbVtx 𝑙)) = {𝑥}))
4		eldifsn 4768	. . . . . 6 ⊢ (𝑙 ∈ (𝑉 ∖ {𝑘}) ↔ (𝑙 ∈ 𝑉 ∧ 𝑙 ≠ 𝑘))
5		necom 2984	. . . . . . . 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 3189	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 1539   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2931  ∀wral 3050  ∃wrex 3059   ∖ cdif 3930   ∩ cin 3932  {csn 4608  ‘cfv 6542  (class class class)co 7414  Vtxcvtx 28960  Edgcedg 29011   NeighbVtx cnbgr 29296   FriendGraph cfrgr 30224

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2706  ax-sep 5278  ax-nul 5288  ax-pow 5347  ax-pr 5414  ax-un 7738  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2808  df-nfc 2884  df-ne 2932  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3421  df-v 3466  df-sbc 3773  df-csb 3882  df-dif 3936  df-un 3938  df-in 3940  df-ss 3950  df-pss 3953  df-nul 4316  df-if 4508  df-pw 4584  df-sn 4609  df-pr 4611  df-op 4615  df-uni 4890  df-int 4929  df-iun 4975  df-br 5126  df-opab 5188  df-mpt 5208  df-tr 5242  df-id 5560  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-we 5621  df-xp 5673  df-rel 5674  df-cnv 5675  df-co 5676  df-dm 5677  df-rn 5678  df-res 5679  df-ima 5680  df-pred 6303  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6495  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7871  df-1st 7997  df-2nd 7998  df-frecs 8289  df-wrecs 8320  df-recs 8394  df-rdg 8433  df-1o 8489  df-2o 8490  df-oadd 8493  df-er 8728  df-en 8969  df-dom 8970  df-sdom 8971  df-fin 8972  df-dju 9924  df-card 9962  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11477  df-neg 11478  df-nn 12250  df-2 12312  df-n0 12511  df-xnn0 12584  df-z 12598  df-uz 12862  df-fz 13531  df-hash 14353  df-edg 29012  df-upgr 29046  df-umgr 29047  df-usgr 29115  df-nbgr 29297  df-frgr 30225

This theorem is referenced by: (None)