Theorem frgrwopreg1 30376

Description: According to statement 5 in [Huneke] p. 2: "If A ... is a singleton, then that singleton is a universal friend". (Contributed by Alexander van der Vekens, 1-Jan-2018.) (Proof shortened by AV, 4-Feb-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
frgrwopreg.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
frgrwopreg.d	⊢ 𝐷 = (VtxDeg‘𝐺)
frgrwopreg.a	⊢ 𝐴 = {𝑥 ∈ 𝑉 ∣ (𝐷‘𝑥) = 𝐾}
frgrwopreg.b	⊢ 𝐵 = (𝑉 ∖ 𝐴)
frgrwopreg.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
frgrwopreg1	⊢ ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ (♯‘𝐴) = 1) → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣}){𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸)

Distinct variable groups:   𝑥,𝑉   𝑥,𝐴   𝑥,𝐺   𝑥,𝐾   𝑥,𝐷   𝑥,𝐵   𝑣,𝐴,𝑤   𝑣,𝐵,𝑤   𝑣,𝐸   𝑣,𝐺,𝑤,𝑥   𝑤,𝑉,𝑣

Allowed substitution hints:   𝐷(𝑤,𝑣)   𝐸(𝑥,𝑤)   𝐾(𝑤,𝑣)

Proof of Theorem frgrwopreg1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		frgrwopreg.a	. . . . 5 ⊢ 𝐴 = {𝑥 ∈ 𝑉 ∣ (𝐷‘𝑥) = 𝐾}
2		frgrwopreg.v	. . . . . 6 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
3	2	fvexi 6843	. . . . 5 ⊢ 𝑉 ∈ V
4	1, 3	rabex2 5271	. . . 4 ⊢ 𝐴 ∈ V
5		hash1snb 14370	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ V → ((♯‘𝐴) = 1 ↔ ∃𝑣 𝐴 = {𝑣}))
6	4, 5	ax-mp 5	. . 3 ⊢ ((♯‘𝐴) = 1 ↔ ∃𝑣 𝐴 = {𝑣})
7		exsnrex 4614	. . . . 5 ⊢ (∃𝑣 𝐴 = {𝑣} ↔ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝐴 = {𝑣})
8	1	ssrab3 4015	. . . . . . 7 ⊢ 𝐴 ⊆ 𝑉
9		ssrexv 3986	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ⊆ 𝑉 → (∃𝑣 ∈ 𝐴 𝐴 = {𝑣} → ∃𝑣 ∈ 𝑉 𝐴 = {𝑣}))
10	8, 9	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑣 ∈ 𝐴 𝐴 = {𝑣} → ∃𝑣 ∈ 𝑉 𝐴 = {𝑣})
11		frgrwopreg.d	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐷 = (VtxDeg‘𝐺)
12		frgrwopreg.b	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐵 = (𝑉 ∖ 𝐴)
13		frgrwopreg.e	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
14	2, 11, 1, 12, 13	frgrwopregasn 30374	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ 𝑣 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑣}) → ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣}){𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸)
15	14	3expia 1122	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ 𝑣 ∈ 𝑉) → (𝐴 = {𝑣} → ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣}){𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸))
16	15	reximdva 3148	. . . . . 6 ⊢ (𝐺 ∈ FriendGraph → (∃𝑣 ∈ 𝑉 𝐴 = {𝑣} → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣}){𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸))
17	10, 16	syl5com 31	. . . . 5 ⊢ (∃𝑣 ∈ 𝐴 𝐴 = {𝑣} → (𝐺 ∈ FriendGraph → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣}){𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸))
18	7, 17	sylbi 217	. . . 4 ⊢ (∃𝑣 𝐴 = {𝑣} → (𝐺 ∈ FriendGraph → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣}){𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸))
19	18	com12 32	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ FriendGraph → (∃𝑣 𝐴 = {𝑣} → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣}){𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸))
20	6, 19	biimtrid 242	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ FriendGraph → ((♯‘𝐴) = 1 → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣}){𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸))
21	20	imp 406	1 ⊢ ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ (♯‘𝐴) = 1) → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑣}){𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1542  ∃wex 1781   ∈ wcel 2114  ∀wral 3049  ∃wrex 3059  {crab 3387  Vcvv 3427   ∖ cdif 3882   ⊆ wss 3885  {csn 4557  {cpr 4559  ‘cfv 6487  1c1 11028  ♯chash 14281  Vtxcvtx 29053  Edgcedg 29104  VtxDegcvtxdg 29522   FriendGraph cfrgr 30316

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 2184  ax-ext 2707  ax-rep 5201  ax-sep 5220  ax-nul 5230  ax-pow 5296  ax-pr 5364  ax-un 7678  ax-cnex 11083  ax-resscn 11084  ax-1cn 11085  ax-icn 11086  ax-addcl 11087  ax-addrcl 11088  ax-mulcl 11089  ax-mulrcl 11090  ax-mulcom 11091  ax-addass 11092  ax-mulass 11093  ax-distr 11094  ax-i2m1 11095  ax-1ne0 11096  ax-1rid 11097  ax-rnegex 11098  ax-rrecex 11099  ax-cnre 11100  ax-pre-lttri 11101  ax-pre-lttrn 11102  ax-pre-ltadd 11103  ax-pre-mulgt0 11104

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 2538  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2810  df-nfc 2884  df-ne 2931  df-nel 3035  df-ral 3050  df-rex 3060  df-rmo 3340  df-reu 3341  df-rab 3388  df-v 3429  df-sbc 3726  df-csb 3834  df-dif 3888  df-un 3890  df-in 3892  df-ss 3902  df-pss 3905  df-nul 4264  df-if 4457  df-pw 4533  df-sn 4558  df-pr 4560  df-op 4564  df-uni 4841  df-int 4880  df-iun 4925  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5156  df-tr 5182  df-id 5515  df-eprel 5520  df-po 5528  df-so 5529  df-fr 5573  df-we 5575  df-xp 5626  df-rel 5627  df-cnv 5628  df-co 5629  df-dm 5630  df-rn 5631  df-res 5632  df-ima 5633  df-pred 6254  df-ord 6315  df-on 6316  df-lim 6317  df-suc 6318  df-iota 6443  df-fun 6489  df-fn 6490  df-f 6491  df-f1 6492  df-fo 6493  df-f1o 6494  df-fv 6495  df-riota 7313  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-frecs 8220  df-wrecs 8251  df-recs 8300  df-rdg 8338  df-1o 8394  df-2o 8395  df-oadd 8398  df-er 8632  df-en 8883  df-dom 8884  df-sdom 8885  df-fin 8886  df-dju 9814  df-card 9852  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11368  df-neg 11369  df-nn 12164  df-2 12233  df-n0 12427  df-xnn0 12500  df-z 12514  df-uz 12778  df-xadd 13053  df-fz 13451  df-hash 14282  df-edg 29105  df-uhgr 29115  df-ushgr 29116  df-upgr 29139  df-umgr 29140  df-uspgr 29207  df-usgr 29208  df-nbgr 29390  df-vtxdg 29523  df-frgr 30317

This theorem is referenced by:  frgrregorufr0  30382