Theorem frgrwopregasn 29558

Description: According to statement 5 in [Huneke] p. 2: "If A ... is a singleton, then that singleton is a universal friend". This version of frgrwopreg1 29560 is stricter (claiming that the singleton itself is a universal friend instead of claiming the existence of a universal friend only) and therefore closer to Huneke's statement. This strict variant, however, is not required for the proof of the friendship theorem. (Contributed by Alexander van der Vekens, 1-Jan-2018.) (Revised 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
frgrwopregasn	⊢ ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}){𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸)

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

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

Proof of Theorem frgrwopregasn

Dummy variable 𝑣 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		frgrwopreg.v	. . . 4 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2		frgrwopreg.d	. . . 4 ⊢ 𝐷 = (VtxDeg‘𝐺)
3		frgrwopreg.a	. . . 4 ⊢ 𝐴 = {𝑥 ∈ 𝑉 ∣ (𝐷‘𝑥) = 𝐾}
4		frgrwopreg.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (𝑉 ∖ 𝐴)
5		frgrwopreg.e	. . . 4 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
6	1, 2, 3, 4, 5	frgrwopreglem4 29557	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ FriendGraph → ∀𝑣 ∈ 𝐴 ∀𝑤 ∈ 𝐵 {𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸)
7		snidg 4661	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑉 → 𝑋 ∈ {𝑋})
8	7	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → 𝑋 ∈ {𝑋})
9		eleq2 2822	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 = {𝑋} → (𝑋 ∈ 𝐴 ↔ 𝑋 ∈ {𝑋}))
10	9	adantl 482	. . . . . 6 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → (𝑋 ∈ 𝐴 ↔ 𝑋 ∈ {𝑋}))
11	8, 10	mpbird 256	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → 𝑋 ∈ 𝐴)
12		preq1 4736	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑣 = 𝑋 → {𝑣, 𝑤} = {𝑋, 𝑤})
13	12	eleq1d 2818	. . . . . . 7 ⊢ (𝑣 = 𝑋 → ({𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸 ↔ {𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸))
14	13	ralbidv 3177	. . . . . 6 ⊢ (𝑣 = 𝑋 → (∀𝑤 ∈ 𝐵 {𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸 ↔ ∀𝑤 ∈ 𝐵 {𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸))
15	14	rspcv 3608	. . . . 5 ⊢ (𝑋 ∈ 𝐴 → (∀𝑣 ∈ 𝐴 ∀𝑤 ∈ 𝐵 {𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸 → ∀𝑤 ∈ 𝐵 {𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸))
16	11, 15	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → (∀𝑣 ∈ 𝐴 ∀𝑤 ∈ 𝐵 {𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸 → ∀𝑤 ∈ 𝐵 {𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸))
17		difeq2 4115	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 = {𝑋} → (𝑉 ∖ 𝐴) = (𝑉 ∖ {𝑋}))
18	4, 17	eqtrid 2784	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 = {𝑋} → 𝐵 = (𝑉 ∖ {𝑋}))
19	18	adantl 482	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → 𝐵 = (𝑉 ∖ {𝑋}))
20	19	raleqdv 3325	. . . 4 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → (∀𝑤 ∈ 𝐵 {𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸 ↔ ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}){𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸))
21	16, 20	sylibd 238	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → (∀𝑣 ∈ 𝐴 ∀𝑤 ∈ 𝐵 {𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸 → ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}){𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸))
22	6, 21	syl5com 31	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ FriendGraph → ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}){𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸))
23	22	3impib 1116	1 ⊢ ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}){𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  ∀wral 3061  {crab 3432   ∖ cdif 3944  {csn 4627  {cpr 4629  ‘cfv 6540  Vtxcvtx 28245  Edgcedg 28296  VtxDegcvtxdg 28711   FriendGraph cfrgr 29500

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 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183

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 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-oadd 8466  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-dju 9892  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12209  df-2 12271  df-n0 12469  df-xnn0 12541  df-z 12555  df-uz 12819  df-xadd 13089  df-fz 13481  df-hash 14287  df-edg 28297  df-uhgr 28307  df-ushgr 28308  df-upgr 28331  df-umgr 28332  df-uspgr 28399  df-usgr 28400  df-nbgr 28579  df-vtxdg 28712  df-frgr 29501

This theorem is referenced by:  frgrwopreg1  29560