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 48698
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 48701), 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 2762 . . . 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 48666 . . 3 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽) → (𝑋𝑉 ↔ ∃𝑥 ∈ {0, 1}∃𝑦 ∈ (0..^𝑁)𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩))
65biimp3a 1490 . 2 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ∃𝑥 ∈ {0, 1}∃𝑦 ∈ (0..^𝑁)𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩)
7 elpri 4606 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ {0, 1} → (𝑥 = 0 ∨ 𝑥 = 1))
8 opeq1 4831 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 0 → ⟨𝑥, 𝑦⟩ = ⟨0, 𝑦⟩)
98eqeq2d 2773 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 0 → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩))
109adantr 484 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 0 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩))
11 c0ex 11173 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ V
12 vex 3458 . . . . . . . . . . . . 13 𝑦 ∈ V
1311, 12op1std 7980 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩ → (1st𝑋) = 0)
14 gpgnbgr.u . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑈 = (𝐺 NeighbVtx 𝑋)
152, 3, 4, 14gpg3nbgrvtx0 48695 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽) ∧ (𝑋𝑉 ∧ (1st𝑋) = 0)) → (♯‘𝑈) = 3)
1615exp43 440 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ‘3) → (𝐾𝐽 → (𝑋𝑉 → ((1st𝑋) = 0 → (♯‘𝑈) = 3))))
17163imp 1123 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ((1st𝑋) = 0 → (♯‘𝑈) = 3))
1813, 17syl5 34 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
1918adantl 485 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 0 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
2010, 19sylbid 242 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 0 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
2120ex 416 . . . . . . . 8 (𝑥 = 0 → ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
22 opeq1 4831 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 1 → ⟨𝑥, 𝑦⟩ = ⟨1, 𝑦⟩)
2322eqeq2d 2773 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 1 → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩))
2423adantr 484 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 1 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩))
25 1ex 11176 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ V
2625, 12op1std 7980 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩ → (1st𝑋) = 1)
272, 3, 4, 14gpg3nbgrvtx1 48697 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽) ∧ (𝑋𝑉 ∧ (1st𝑋) = 1)) → (♯‘𝑈) = 3)
2827exp43 440 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ‘3) → (𝐾𝐽 → (𝑋𝑉 → ((1st𝑋) = 1 → (♯‘𝑈) = 3))))
29283imp 1123 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ((1st𝑋) = 1 → (♯‘𝑈) = 3))
3026, 29syl5 34 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
3130adantl 485 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 1 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
3224, 31sylbid 242 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 1 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
3332ex 416 . . . . . . . 8 (𝑥 = 1 → ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
3421, 33jaoi 868 . . . . . . 7 ((𝑥 = 0 ∨ 𝑥 = 1) → ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
357, 34syl 17 . . . . . 6 (𝑥 ∈ {0, 1} → ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
3635impcom 411 . . . . 5 (((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) ∧ 𝑥 ∈ {0, 1}) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
3736a1d 25 . . . 4 (((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) ∧ 𝑥 ∈ {0, 1}) → (𝑦 ∈ (0..^𝑁) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
3837expimpd 457 . . 3 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ((𝑥 ∈ {0, 1} ∧ 𝑦 ∈ (0..^𝑁)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
3938rexlimdvv 3218 . 2 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (∃𝑥 ∈ {0, 1}∃𝑦 ∈ (0..^𝑁)𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
406, 39mpd 15 1 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (♯‘𝑈) = 3)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 208  wa 399  wo 858  w3a 1098   = wceq 1560  wcel 2142  wrex 3086  {cpr 4584  cop 4588  cfv 6521  (class class class)co 7396  1st c1st 7968  0cc0 11073  1c1 11074   / cdiv 11844  2c2 12272  3c3 12273  cuz 12839  ..^cfzo 13659  cceil 13801  chash 14343  Vtxcvtx 29194   NeighbVtx cnbgr 29530   gPetersenGr cgpg 48659
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1815  ax-4 1829  ax-5 1930  ax-6 1987  ax-7 2028  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5227  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5322  ax-pr 5390  ax-un 7718  ax-cnex 11129  ax-resscn 11130  ax-1cn 11131  ax-icn 11132  ax-addcl 11133  ax-addrcl 11134  ax-mulcl 11135  ax-mulrcl 11136  ax-mulcom 11137  ax-addass 11138  ax-mulass 11139  ax-distr 11140  ax-i2m1 11141  ax-1ne0 11142  ax-1rid 11143  ax-rnegex 11144  ax-rrecex 11145  ax-cnre 11146  ax-pre-lttri 11147  ax-pre-lttrn 11148  ax-pre-ltadd 11149  ax-pre-mulgt0 11150  ax-pre-sup 11151
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1099  df-3an 1100  df-tru 1563  df-fal 1573  df-ex 1800  df-nf 1804  df-sb 2091  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3456  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4906  df-iun 4951  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-pred 6288  df-ord 6349  df-on 6350  df-lim 6351  df-suc 6352  df-iota 6477  df-fun 6523  df-fn 6524  df-f 6525  df-f1 6526  df-fo 6527  df-f1o 6528  df-fv 6529  df-riota 7353  df-ov 7399  df-oprab 7400  df-mpo 7401  df-om 7847  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-2o 8438  df-oadd 8441  df-er 8678  df-en 8928  df-dom 8929  df-sdom 8930  df-fin 8931  df-sup 9388  df-inf 9389  df-dju 9859  df-card 9897  df-pnf 11218  df-mnf 11219  df-xr 11220  df-ltxr 11221  df-le 11222  df-sub 11416  df-neg 11417  df-div 11845  df-nn 12211  df-2 12280  df-3 12281  df-4 12282  df-5 12283  df-6 12284  df-7 12285  df-8 12286  df-9 12287  df-n0 12482  df-xnn0 12555  df-z 12569  df-dec 12689  df-uz 12840  df-rp 12994  df-ico 13355  df-fz 13513  df-fzo 13660  df-fl 13802  df-ceil 13803  df-mod 13880  df-hash 14344  df-dvds 16287  df-struct 17183  df-slot 17218  df-ndx 17230  df-base 17246  df-edgf 29187  df-vtx 29196  df-iedg 29197  df-edg 29246  df-upgr 29280  df-umgr 29281  df-usgr 29349  df-nbgr 29531  df-gpg 48660
This theorem is referenced by:  gpgvtxdg3  48701
  Copyright terms: Public domain W3C validator