Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  gpgcubic Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem gpgcubic 48844
Description: Every generalized Petersen graph is a cubic graph, i.e., it is a 3-regular graph, i.e., every vertex has degree 3 (see gpgvtxdg3 48847), i.e., every vertex has exactly three (different) neighbors. (Contributed by AV, 3-Sep-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
gpgnbgr.j 𝐽 = (1..^(⌈‘(𝑁 / 2)))
gpgnbgr.g 𝐺 = (𝑁 gPetersenGr 𝐾)
gpgnbgr.v 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
gpgnbgr.u 𝑈 = (𝐺 NeighbVtx 𝑋)
Assertion
Ref Expression
gpgcubic ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (♯‘𝑈) = 3)

Proof of Theorem gpgcubic
Dummy variables 𝑦 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2763 . . . 4 (0..^𝑁) = (0..^𝑁)
2 gpgnbgr.j . . . 4 𝐽 = (1..^(⌈‘(𝑁 / 2)))
3 gpgnbgr.g . . . 4 𝐺 = (𝑁 gPetersenGr 𝐾)
4 gpgnbgr.v . . . 4 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
51, 2, 3, 4gpgvtxel 48812 . . 3 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽) → (𝑋𝑉 ↔ ∃𝑥 ∈ {0, 1}∃𝑦 ∈ (0..^𝑁)𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩))
65biimp3a 1498 . 2 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ∃𝑥 ∈ {0, 1}∃𝑦 ∈ (0..^𝑁)𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩)
7 elpri 4613 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ {0, 1} → (𝑥 = 0 ∨ 𝑥 = 1))
8 opeq1 4838 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 0 → ⟨𝑥, 𝑦⟩ = ⟨0, 𝑦⟩)
98eqeq2d 2774 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 0 → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩))
109adantr 485 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 0 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩))
11 c0ex 11195 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ V
12 vex 3459 . . . . . . . . . . . . 13 𝑦 ∈ V
1311, 12op1std 7992 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩ → (1st𝑋) = 0)
14 gpgnbgr.u . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑈 = (𝐺 NeighbVtx 𝑋)
152, 3, 4, 14gpg3nbgrvtx0 48841 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽) ∧ (𝑋𝑉 ∧ (1st𝑋) = 0)) → (♯‘𝑈) = 3)
1615exp43 441 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ‘3) → (𝐾𝐽 → (𝑋𝑉 → ((1st𝑋) = 0 → (♯‘𝑈) = 3))))
17163imp 1128 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ((1st𝑋) = 0 → (♯‘𝑈) = 3))
1813, 17syl5 35 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
1918adantl 486 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 0 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
2010, 19sylbid 243 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 0 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
2120ex 417 . . . . . . . 8 (𝑥 = 0 → ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
22 opeq1 4838 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 1 → ⟨𝑥, 𝑦⟩ = ⟨1, 𝑦⟩)
2322eqeq2d 2774 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 1 → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩))
2423adantr 485 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 1 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩))
25 1ex 11198 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ V
2625, 12op1std 7992 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩ → (1st𝑋) = 1)
272, 3, 4, 14gpg3nbgrvtx1 48843 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽) ∧ (𝑋𝑉 ∧ (1st𝑋) = 1)) → (♯‘𝑈) = 3)
2827exp43 441 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ‘3) → (𝐾𝐽 → (𝑋𝑉 → ((1st𝑋) = 1 → (♯‘𝑈) = 3))))
29283imp 1128 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ((1st𝑋) = 1 → (♯‘𝑈) = 3))
3026, 29syl5 35 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
3130adantl 486 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 1 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
3224, 31sylbid 243 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 1 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
3332ex 417 . . . . . . . 8 (𝑥 = 1 → ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
3421, 33jaoi 870 . . . . . . 7 ((𝑥 = 0 ∨ 𝑥 = 1) → ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
357, 34syl 18 . . . . . 6 (𝑥 ∈ {0, 1} → ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
3635impcom 412 . . . . 5 (((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) ∧ 𝑥 ∈ {0, 1}) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
3736a1d 26 . . . 4 (((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) ∧ 𝑥 ∈ {0, 1}) → (𝑦 ∈ (0..^𝑁) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
3837expimpd 458 . . 3 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ((𝑥 ∈ {0, 1} ∧ 𝑦 ∈ (0..^𝑁)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
3938rexlimdvv 3221 . 2 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (∃𝑥 ∈ {0, 1}∃𝑦 ∈ (0..^𝑁)𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
406, 39mpd 16 1 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (♯‘𝑈) = 3)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 400  wo 860  w3a 1103   = wceq 1570  wcel 2143  wrex 3089  {cpr 4591  cop 4595  cfv 6536  (class class class)co 7410  1st c1st 7980  0cc0 11095  1c1 11096   / cdiv 11866  2c2 12290  3c3 12291  cuz 12857  ..^cfzo 13678  cceil 13820  chash 14362  Vtxcvtx 29346   NeighbVtx cnbgr 29682   gPetersenGr cgpg 48805
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-cnex 11151  ax-resscn 11152  ax-1cn 11153  ax-icn 11154  ax-addcl 11155  ax-addrcl 11156  ax-mulcl 11157  ax-mulrcl 11158  ax-mulcom 11159  ax-addass 11160  ax-mulass 11161  ax-distr 11162  ax-i2m1 11163  ax-1ne0 11164  ax-1rid 11165  ax-rnegex 11166  ax-rrecex 11167  ax-cnre 11168  ax-pre-lttri 11169  ax-pre-lttrn 11170  ax-pre-ltadd 11171  ax-pre-mulgt0 11172  ax-pre-sup 11173
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-tp 4594  df-op 4596  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-oadd 8453  df-er 8690  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-sup 9398  df-inf 9399  df-dju 9883  df-card 9921  df-pnf 11240  df-mnf 11241  df-xr 11242  df-ltxr 11243  df-le 11244  df-sub 11438  df-neg 11439  df-div 11867  df-nn 12229  df-2 12298  df-3 12299  df-4 12300  df-5 12301  df-6 12302  df-7 12303  df-8 12304  df-9 12305  df-n0 12500  df-xnn0 12573  df-z 12587  df-dec 12707  df-uz 12858  df-rp 13012  df-ico 13373  df-fz 13531  df-fzo 13679  df-fl 13821  df-ceil 13822  df-mod 13899  df-hash 14363  df-dvds 16306  df-struct 17202  df-slot 17237  df-ndx 17249  df-base 17265  df-edgf 29339  df-vtx 29348  df-iedg 29349  df-edg 29398  df-upgr 29432  df-umgr 29433  df-usgr 29501  df-nbgr 29683  df-gpg 48806
This theorem is referenced by:  gpgvtxdg3  48847
  Copyright terms: Public domain W3C validator