Theorem fusgrn0degnn0 29480

Description: In a nonempty, finite graph there is a vertex having a nonnegative integer as degree. (Contributed by Alexander van der Vekens, 6-Sep-2018.) (Revised by AV, 1-Apr-2021.)

Hypothesis

Ref	Expression
fusgrn0degnn0.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
fusgrn0degnn0	⊢ ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑉 ≠ ∅) → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑣) = 𝑛)

Distinct variable groups:   𝑛,𝐺,𝑣   𝑣,𝑉

Allowed substitution hint:   𝑉(𝑛)

Proof of Theorem fusgrn0degnn0

Dummy variables 𝑘 𝑢 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		n0 4312	. . 3 ⊢ (𝑉 ≠ ∅ ↔ ∃𝑘 𝑘 ∈ 𝑉)
2		fusgrn0degnn0.v	. . . . . 6 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
3	2	vtxdgfusgr 29479	. . . . 5 ⊢ (𝐺 ∈ FinUSGraph → ∀𝑢 ∈ 𝑉 ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑢) ∈ ℕ0)
4		fveq2 6840	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑢 = 𝑘 → ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑢) = ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑘))
5	4	eleq1d 2813	. . . . . . 7 ⊢ (𝑢 = 𝑘 → (((VtxDeg‘𝐺)‘𝑢) ∈ ℕ0 ↔ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑘) ∈ ℕ0))
6	5	rspcv 3581	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑉 → (∀𝑢 ∈ 𝑉 ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑢) ∈ ℕ0 → ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑘) ∈ ℕ0))
7		risset 3210	. . . . . . . 8 ⊢ (((VtxDeg‘𝐺)‘𝑘) ∈ ℕ0 ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑛 = ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑘))
8		fveqeq2 6849	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑣 = 𝑘 → (((VtxDeg‘𝐺)‘𝑣) = 𝑛 ↔ ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑘) = 𝑛))
9		eqcom 2736	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((VtxDeg‘𝐺)‘𝑘) = 𝑛 ↔ 𝑛 = ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑘))
10	8, 9	bitrdi 287	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑣 = 𝑘 → (((VtxDeg‘𝐺)‘𝑣) = 𝑛 ↔ 𝑛 = ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑘)))
11	10	rexbidv 3157	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑣 = 𝑘 → (∃𝑛 ∈ ℕ0 ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑣) = 𝑛 ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑛 = ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑘)))
12	11	rspcev 3585	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑛 = ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑘)) → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑣) = 𝑛)
13	12	expcom 413	. . . . . . . 8 ⊢ (∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑛 = ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑘) → (𝑘 ∈ 𝑉 → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑣) = 𝑛))
14	7, 13	sylbi 217	. . . . . . 7 ⊢ (((VtxDeg‘𝐺)‘𝑘) ∈ ℕ0 → (𝑘 ∈ 𝑉 → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑣) = 𝑛))
15	14	com12 32	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑉 → (((VtxDeg‘𝐺)‘𝑘) ∈ ℕ0 → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑣) = 𝑛))
16	6, 15	syld 47	. . . . 5 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑉 → (∀𝑢 ∈ 𝑉 ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑢) ∈ ℕ0 → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑣) = 𝑛))
17	3, 16	syl5 34	. . . 4 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑉 → (𝐺 ∈ FinUSGraph → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑣) = 𝑛))
18	17	exlimiv 1930	. . 3 ⊢ (∃𝑘 𝑘 ∈ 𝑉 → (𝐺 ∈ FinUSGraph → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑣) = 𝑛))
19	1, 18	sylbi 217	. 2 ⊢ (𝑉 ≠ ∅ → (𝐺 ∈ FinUSGraph → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑣) = 𝑛))
20	19	impcom 407	1 ⊢ ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑉 ≠ ∅) → ∃𝑣 ∈ 𝑉 ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((VtxDeg‘𝐺)‘𝑣) = 𝑛)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540  ∃wex 1779   ∈ wcel 2109   ≠ wne 2925  ∀wral 3044  ∃wrex 3053  ∅c0 4292  ‘cfv 6499  ℕ₀cn0 12418  Vtxcvtx 28976  FinUSGraphcfusgr 29296  VtxDegcvtxdg 29446

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5229  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5315  ax-pr 5382  ax-un 7691  ax-cnex 11100  ax-resscn 11101  ax-1cn 11102  ax-icn 11103  ax-addcl 11104  ax-addrcl 11105  ax-mulcl 11106  ax-mulrcl 11107  ax-mulcom 11108  ax-addass 11109  ax-mulass 11110  ax-distr 11111  ax-i2m1 11112  ax-1ne0 11113  ax-1rid 11114  ax-rnegex 11115  ax-rrecex 11116  ax-cnre 11117  ax-pre-lttri 11118  ax-pre-lttrn 11119  ax-pre-ltadd 11120  ax-pre-mulgt0 11121

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3403  df-v 3446  df-sbc 3751  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3931  df-nul 4293  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4586  df-pr 4588  df-op 4592  df-uni 4868  df-int 4907  df-iun 4953  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6262  df-ord 6323  df-on 6324  df-lim 6325  df-suc 6326  df-iota 6452  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-om 7823  df-1st 7947  df-2nd 7948  df-frecs 8237  df-wrecs 8268  df-recs 8317  df-rdg 8355  df-1o 8411  df-2o 8412  df-oadd 8415  df-er 8648  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-dju 9830  df-card 9868  df-pnf 11186  df-mnf 11187  df-xr 11188  df-ltxr 11189  df-le 11190  df-sub 11383  df-neg 11384  df-nn 12163  df-2 12225  df-n0 12419  df-xnn0 12492  df-z 12506  df-uz 12770  df-xadd 13049  df-fz 13445  df-hash 14272  df-vtx 28978  df-iedg 28979  df-edg 29028  df-uhgr 29038  df-upgr 29062  df-umgr 29063  df-uspgr 29130  df-usgr 29131  df-fusgr 29297  df-vtxdg 29447

This theorem is referenced by:  friendshipgt3  30377