Theorem frgr3vlem2 30361

Description: Lemma 2 for frgr3v 30362. (Contributed by Alexander van der Vekens, 4-Oct-2017.) (Revised by AV, 29-Mar-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
frgr3v.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
frgr3v.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
frgr3vlem2	⊢ (((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → ((𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph) → (∃!𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ↔ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐶   𝑥,𝐸   𝑥,𝐺   𝑥,𝑉   𝑥,𝑋   𝑥,𝑌   𝑥,𝑍

Proof of Theorem frgr3vlem2

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-reu 3353	. . 3 ⊢ (∃!𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ↔ ∃!𝑥(𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸))
2		eleq1w 2820	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ↔ 𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶}))
3		preq1 4692	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → {𝑥, 𝐴} = {𝑦, 𝐴})
4		preq1 4692	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → {𝑥, 𝐵} = {𝑦, 𝐵})
5	3, 4	preq12d 4700	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} = {{𝑦, 𝐴}, {𝑦, 𝐵}})
6	5	sseq1d 3967	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ({{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ↔ {{𝑦, 𝐴}, {𝑦, 𝐵}} ⊆ 𝐸))
7	2, 6	anbi12d 633	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) ↔ (𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑦, 𝐴}, {𝑦, 𝐵}} ⊆ 𝐸)))
8	7	eu4 2616	. . . 4 ⊢ (∃!𝑥(𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) ↔ (∃𝑥(𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) ∧ ∀𝑥∀𝑦(((𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) ∧ (𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑦, 𝐴}, {𝑦, 𝐵}} ⊆ 𝐸)) → 𝑥 = 𝑦)))
9		frgr3v.v	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
10		frgr3v.e	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
11	9, 10	frgr3vlem1 30360	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ∀𝑥∀𝑦(((𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) ∧ (𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑦, 𝐴}, {𝑦, 𝐵}} ⊆ 𝐸)) → 𝑥 = 𝑦))
12	11	3expa 1119	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ∀𝑥∀𝑦(((𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) ∧ (𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑦, 𝐴}, {𝑦, 𝐵}} ⊆ 𝐸)) → 𝑥 = 𝑦))
13	12	biantrud 531	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → (∃𝑥(𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) ↔ (∃𝑥(𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) ∧ ∀𝑥∀𝑦(((𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) ∧ (𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑦, 𝐴}, {𝑦, 𝐵}} ⊆ 𝐸)) → 𝑥 = 𝑦))))
14		vex 3446	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝑥 ∈ V
15	14	eltp 4648	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ↔ (𝑥 = 𝐴 ∨ 𝑥 = 𝐵 ∨ 𝑥 = 𝐶))
16		preq1 4692	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → {𝑥, 𝐴} = {𝐴, 𝐴})
17		preq1 4692	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → {𝑥, 𝐵} = {𝐴, 𝐵})
18	16, 17	preq12d 4700	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} = {{𝐴, 𝐴}, {𝐴, 𝐵}})
19	18	sseq1d 3967	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ({{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ↔ {{𝐴, 𝐴}, {𝐴, 𝐵}} ⊆ 𝐸))
20		prex 5384	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ {𝐴, 𝐴} ∈ V
21		prex 5384	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ {𝐴, 𝐵} ∈ V
22	20, 21	prss 4778	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (({𝐴, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸) ↔ {{𝐴, 𝐴}, {𝐴, 𝐵}} ⊆ 𝐸)
23	10	usgredgne 29291	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐺 ∈ USGraph ∧ {𝐴, 𝐴} ∈ 𝐸) → 𝐴 ≠ 𝐴)
24	23	adantll 715	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph) ∧ {𝐴, 𝐴} ∈ 𝐸) → 𝐴 ≠ 𝐴)
25		df-ne 2934	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝐴 ≠ 𝐴 ↔ ¬ 𝐴 = 𝐴)
26		eqid 2737	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ 𝐴 = 𝐴
27	26	pm2.24i 150	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (¬ 𝐴 = 𝐴 → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))
28	25, 27	sylbi 217	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐴 ≠ 𝐴 → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))
29	24, 28	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph) ∧ {𝐴, 𝐴} ∈ 𝐸) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))
30	29	ex 412	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph) → ({𝐴, 𝐴} ∈ 𝐸 → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
31	30	adantl 481	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐴, 𝐴} ∈ 𝐸 → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
32	31	com12 32	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ({𝐴, 𝐴} ∈ 𝐸 → ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
33	32	adantr 480	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (({𝐴, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸) → ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
34	22, 33	sylbir 235	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ({{𝐴, 𝐴}, {𝐴, 𝐵}} ⊆ 𝐸 → ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
35	19, 34	biimtrdi 253	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ({{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 → ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))))
36		preq1 4692	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = 𝐵 → {𝑥, 𝐴} = {𝐵, 𝐴})
37		preq1 4692	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = 𝐵 → {𝑥, 𝐵} = {𝐵, 𝐵})
38	36, 37	preq12d 4700	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = 𝐵 → {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} = {{𝐵, 𝐴}, {𝐵, 𝐵}})
39	38	sseq1d 3967	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 𝐵 → ({{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ↔ {{𝐵, 𝐴}, {𝐵, 𝐵}} ⊆ 𝐸))
40		prex 5384	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ {𝐵, 𝐴} ∈ V
41		prex 5384	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ {𝐵, 𝐵} ∈ V
42	40, 41	prss 4778	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (({𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐵} ∈ 𝐸) ↔ {{𝐵, 𝐴}, {𝐵, 𝐵}} ⊆ 𝐸)
43	10	usgredgne 29291	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐺 ∈ USGraph ∧ {𝐵, 𝐵} ∈ 𝐸) → 𝐵 ≠ 𝐵)
44	43	adantll 715	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph) ∧ {𝐵, 𝐵} ∈ 𝐸) → 𝐵 ≠ 𝐵)
45		df-ne 2934	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝐵 ≠ 𝐵 ↔ ¬ 𝐵 = 𝐵)
46		eqid 2737	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ 𝐵 = 𝐵
47	46	pm2.24i 150	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (¬ 𝐵 = 𝐵 → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))
48	45, 47	sylbi 217	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐵 ≠ 𝐵 → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))
49	44, 48	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph) ∧ {𝐵, 𝐵} ∈ 𝐸) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))
50	49	ex 412	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph) → ({𝐵, 𝐵} ∈ 𝐸 → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
51	50	adantl 481	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐵, 𝐵} ∈ 𝐸 → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
52	51	com12 32	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ({𝐵, 𝐵} ∈ 𝐸 → ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
53	52	adantl 481	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (({𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐵} ∈ 𝐸) → ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
54	42, 53	sylbir 235	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ({{𝐵, 𝐴}, {𝐵, 𝐵}} ⊆ 𝐸 → ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
55	39, 54	biimtrdi 253	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝐵 → ({{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 → ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))))
56		preq1 4692	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = 𝐶 → {𝑥, 𝐴} = {𝐶, 𝐴})
57		preq1 4692	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = 𝐶 → {𝑥, 𝐵} = {𝐶, 𝐵})
58	56, 57	preq12d 4700	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = 𝐶 → {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} = {{𝐶, 𝐴}, {𝐶, 𝐵}})
59	58	sseq1d 3967	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 𝐶 → ({{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ↔ {{𝐶, 𝐴}, {𝐶, 𝐵}} ⊆ 𝐸))
60		prex 5384	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ {𝐶, 𝐴} ∈ V
61		prex 5384	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ {𝐶, 𝐵} ∈ V
62	60, 61	prss 4778	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸) ↔ {{𝐶, 𝐴}, {𝐶, 𝐵}} ⊆ 𝐸)
63		ax-1 6	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸) → ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
64	62, 63	sylbir 235	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ({{𝐶, 𝐴}, {𝐶, 𝐵}} ⊆ 𝐸 → ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
65	59, 64	biimtrdi 253	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝐶 → ({{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 → ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))))
66	35, 55, 65	3jaoi 1431	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 = 𝐴 ∨ 𝑥 = 𝐵 ∨ 𝑥 = 𝐶) → ({{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 → ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))))
67	15, 66	sylbi 217	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} → ({{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 → ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))))
68	67	imp 406	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) → ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
69	68	com12 32	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ((𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
70	69	exlimdv 1935	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → (∃𝑥(𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) → ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
71		prssi 4779	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸) → {{𝐶, 𝐴}, {𝐶, 𝐵}} ⊆ 𝐸)
72	71	adantl 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) ∧ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)) → {{𝐶, 𝐴}, {𝐶, 𝐵}} ⊆ 𝐸)
73	72	3mix3d 1340	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) ∧ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)) → ({{𝐴, 𝐴}, {𝐴, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ∨ {{𝐵, 𝐴}, {𝐵, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ∨ {{𝐶, 𝐴}, {𝐶, 𝐵}} ⊆ 𝐸))
74	19, 39, 59	rextpg 4658	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) → (∃𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ↔ ({{𝐴, 𝐴}, {𝐴, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ∨ {{𝐵, 𝐴}, {𝐵, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ∨ {{𝐶, 𝐴}, {𝐶, 𝐵}} ⊆ 𝐸)))
75	74	ad3antrrr 731	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) ∧ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)) → (∃𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ↔ ({{𝐴, 𝐴}, {𝐴, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ∨ {{𝐵, 𝐴}, {𝐵, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ∨ {{𝐶, 𝐴}, {𝐶, 𝐵}} ⊆ 𝐸)))
76	73, 75	mpbird 257	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) ∧ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)) → ∃𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸)
77		df-rex 3063	. . . . . . . 8 ⊢ (∃𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ↔ ∃𝑥(𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸))
78	76, 77	sylib 218	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) ∧ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)) → ∃𝑥(𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸))
79	78	ex 412	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → (({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸) → ∃𝑥(𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸)))
80	70, 79	impbid 212	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → (∃𝑥(𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) ↔ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
81	13, 80	bitr3d 281	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → ((∃𝑥(𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) ∧ ∀𝑥∀𝑦(((𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) ∧ (𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑦, 𝐴}, {𝑦, 𝐵}} ⊆ 𝐸)) → 𝑥 = 𝑦)) ↔ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
82	8, 81	bitrid 283	. . 3 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → (∃!𝑥(𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸) ↔ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
83	1, 82	bitrid 283	. 2 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) ∧ (𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph)) → (∃!𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ↔ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
84	83	ex 412	1 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → ((𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶} ∧ 𝐺 ∈ USGraph) → (∃!𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} {{𝑥, 𝐴}, {𝑥, 𝐵}} ⊆ 𝐸 ↔ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∨ w3o 1086   ∧ w3a 1087  ∀wal 1540   = wceq 1542  ∃wex 1781   ∈ wcel 2114  ∃!weu 2569   ≠ wne 2933  ∃wrex 3062  ∃!wreu 3350   ⊆ wss 3903  {cpr 4584  {ctp 4586  ‘cfv 6500  Vtxcvtx 29081  Edgcedg 29132  USGraphcusgr 29234

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4905  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-oadd 8411  df-er 8645  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-dju 9825  df-card 9863  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-nn 12158  df-2 12220  df-n0 12414  df-z 12501  df-uz 12764  df-fz 13436  df-hash 14266  df-edg 29133  df-umgr 29168  df-usgr 29236

This theorem is referenced by:  frgr3v  30362