MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  frgrregorufrg Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem frgrregorufrg 29576
Description: If there is a vertex having degree π‘˜ for each nonnegative integer π‘˜ in a friendship graph, then there is a universal friend. This corresponds to claim 2 in [Huneke] p. 2: "Suppose there is a vertex of degree k > 1. ... all vertices have degree k, unless there is a universal friend. ... It follows that G is k-regular, i.e., the degree of every vertex is k". Variant of frgrregorufr 29575 with generalization. (Contributed by Alexander van der Vekens, 6-Sep-2018.) (Revised by AV, 26-May-2021.) (Proof shortened by AV, 12-Jan-2022.)
Hypotheses
Ref Expression
frgrregorufrg.v 𝑉 = (Vtxβ€˜πΊ)
frgrregorufrg.e 𝐸 = (Edgβ€˜πΊ)
Assertion
Ref Expression
frgrregorufrg (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ βˆ€π‘˜ ∈ β„•0 (βˆƒπ‘Ž ∈ 𝑉 ((VtxDegβ€˜πΊ)β€˜π‘Ž) = π‘˜ β†’ (𝐺 RegUSGraph π‘˜ ∨ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 βˆ€π‘€ ∈ (𝑉 βˆ– {𝑣}){𝑣, 𝑀} ∈ 𝐸)))
Distinct variable groups:   𝐺,π‘Ž,π‘˜,𝑣,𝑀   𝐸,π‘Ž,𝑣   𝑉,π‘Ž,𝑣,𝑀   π‘˜,π‘Ž,𝑣,𝑀
Allowed substitution hints:   𝐸(𝑀,π‘˜)   𝑉(π‘˜)

Proof of Theorem frgrregorufrg
StepHypRef Expression
1 frgrregorufrg.v . . . . 5 𝑉 = (Vtxβ€˜πΊ)
2 frgrregorufrg.e . . . . 5 𝐸 = (Edgβ€˜πΊ)
3 eqid 2732 . . . . 5 (VtxDegβ€˜πΊ) = (VtxDegβ€˜πΊ)
41, 2, 3frgrregorufr 29575 . . . 4 (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ (βˆƒπ‘Ž ∈ 𝑉 ((VtxDegβ€˜πΊ)β€˜π‘Ž) = π‘˜ β†’ (βˆ€π‘£ ∈ 𝑉 ((VtxDegβ€˜πΊ)β€˜π‘£) = π‘˜ ∨ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 βˆ€π‘€ ∈ (𝑉 βˆ– {𝑣}){𝑣, 𝑀} ∈ 𝐸)))
54adantr 481 . . 3 ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ π‘˜ ∈ β„•0) β†’ (βˆƒπ‘Ž ∈ 𝑉 ((VtxDegβ€˜πΊ)β€˜π‘Ž) = π‘˜ β†’ (βˆ€π‘£ ∈ 𝑉 ((VtxDegβ€˜πΊ)β€˜π‘£) = π‘˜ ∨ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 βˆ€π‘€ ∈ (𝑉 βˆ– {𝑣}){𝑣, 𝑀} ∈ 𝐸)))
6 frgrusgr 29511 . . . . 5 (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ 𝐺 ∈ USGraph)
7 nn0xnn0 12547 . . . . 5 (π‘˜ ∈ β„•0 β†’ π‘˜ ∈ β„•0*)
81, 3usgreqdrusgr 28822 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ π‘˜ ∈ β„•0* ∧ βˆ€π‘£ ∈ 𝑉 ((VtxDegβ€˜πΊ)β€˜π‘£) = π‘˜) β†’ 𝐺 RegUSGraph π‘˜)
983expia 1121 . . . . 5 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ π‘˜ ∈ β„•0*) β†’ (βˆ€π‘£ ∈ 𝑉 ((VtxDegβ€˜πΊ)β€˜π‘£) = π‘˜ β†’ 𝐺 RegUSGraph π‘˜))
106, 7, 9syl2an 596 . . . 4 ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ π‘˜ ∈ β„•0) β†’ (βˆ€π‘£ ∈ 𝑉 ((VtxDegβ€˜πΊ)β€˜π‘£) = π‘˜ β†’ 𝐺 RegUSGraph π‘˜))
1110orim1d 964 . . 3 ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ π‘˜ ∈ β„•0) β†’ ((βˆ€π‘£ ∈ 𝑉 ((VtxDegβ€˜πΊ)β€˜π‘£) = π‘˜ ∨ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 βˆ€π‘€ ∈ (𝑉 βˆ– {𝑣}){𝑣, 𝑀} ∈ 𝐸) β†’ (𝐺 RegUSGraph π‘˜ ∨ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 βˆ€π‘€ ∈ (𝑉 βˆ– {𝑣}){𝑣, 𝑀} ∈ 𝐸)))
125, 11syld 47 . 2 ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ π‘˜ ∈ β„•0) β†’ (βˆƒπ‘Ž ∈ 𝑉 ((VtxDegβ€˜πΊ)β€˜π‘Ž) = π‘˜ β†’ (𝐺 RegUSGraph π‘˜ ∨ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 βˆ€π‘€ ∈ (𝑉 βˆ– {𝑣}){𝑣, 𝑀} ∈ 𝐸)))
1312ralrimiva 3146 1 (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ βˆ€π‘˜ ∈ β„•0 (βˆƒπ‘Ž ∈ 𝑉 ((VtxDegβ€˜πΊ)β€˜π‘Ž) = π‘˜ β†’ (𝐺 RegUSGraph π‘˜ ∨ βˆƒπ‘£ ∈ 𝑉 βˆ€π‘€ ∈ (𝑉 βˆ– {𝑣}){𝑣, 𝑀} ∈ 𝐸)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   ∨ wo 845   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  βˆƒwrex 3070   βˆ– cdif 3945  {csn 4628  {cpr 4630   class class class wbr 5148  β€˜cfv 6543  β„•0cn0 12471  β„•0*cxnn0 12543  Vtxcvtx 28253  Edgcedg 28304  USGraphcusgr 28406  VtxDegcvtxdg 28719   RegUSGraph crusgr 28810   FriendGraph cfrgr 29508
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-2o 8466  df-oadd 8469  df-er 8702  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-dju 9895  df-card 9933  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-nn 12212  df-2 12274  df-n0 12472  df-xnn0 12544  df-z 12558  df-uz 12822  df-xadd 13092  df-fz 13484  df-hash 14290  df-edg 28305  df-uhgr 28315  df-ushgr 28316  df-upgr 28339  df-umgr 28340  df-uspgr 28407  df-usgr 28408  df-nbgr 28587  df-vtxdg 28720  df-rgr 28811  df-rusgr 28812  df-frgr 29509
This theorem is referenced by:  friendshipgt3  29648
  Copyright terms: Public domain W3C validator