Theorem frgrwopregasn 30374

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 30376 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 30373	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ FriendGraph → ∀𝑣 ∈ 𝐴 ∀𝑤 ∈ 𝐵 {𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸)
7		snidg 4594	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑉 → 𝑋 ∈ {𝑋})
8	7	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → 𝑋 ∈ {𝑋})
9		eleq2 2824	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 = {𝑋} → (𝑋 ∈ 𝐴 ↔ 𝑋 ∈ {𝑋}))
10	9	adantl 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → (𝑋 ∈ 𝐴 ↔ 𝑋 ∈ {𝑋}))
11	8, 10	mpbird 257	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → 𝑋 ∈ 𝐴)
12		preq1 4667	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑣 = 𝑋 → {𝑣, 𝑤} = {𝑋, 𝑤})
13	12	eleq1d 2820	. . . . . . 7 ⊢ (𝑣 = 𝑋 → ({𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸 ↔ {𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸))
14	13	ralbidv 3158	. . . . . 6 ⊢ (𝑣 = 𝑋 → (∀𝑤 ∈ 𝐵 {𝑣, 𝑤} ∈ 𝐸 ↔ ∀𝑤 ∈ 𝐵 {𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸))
15	14	rspcv 3558	. . . . 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 4053	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 = {𝑋} → (𝑉 ∖ 𝐴) = (𝑉 ∖ {𝑋}))
18	4, 17	eqtrid 2782	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 = {𝑋} → 𝐵 = (𝑉 ∖ {𝑋}))
19	18	adantl 481	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → 𝐵 = (𝑉 ∖ {𝑋}))
20	19	raleqdv 3293	. . . 4 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → (∀𝑤 ∈ 𝐵 {𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸 ↔ ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}){𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸))
21	16, 20	sylibd 239	. . 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 1117	1 ⊢ ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 = {𝑋}) → ∀𝑤 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}){𝑋, 𝑤} ∈ 𝐸)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  ∀wral 3049  {crab 3387   ∖ cdif 3882  {csn 4557  {cpr 4559  ‘cfv 6487  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:  frgrwopreg1  30376