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 48570
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 48573), 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 2739 . . . 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 48538 . . 3 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽) → (𝑋𝑉 ↔ ∃𝑥 ∈ {0, 1}∃𝑦 ∈ (0..^𝑁)𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩))
65biimp3a 1477 . 2 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ∃𝑥 ∈ {0, 1}∃𝑦 ∈ (0..^𝑁)𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩)
7 elpri 4579 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ {0, 1} → (𝑥 = 0 ∨ 𝑥 = 1))
8 opeq1 4804 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 0 → ⟨𝑥, 𝑦⟩ = ⟨0, 𝑦⟩)
98eqeq2d 2750 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 0 → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩))
109adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 0 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩))
11 c0ex 11129 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ V
12 vex 3435 . . . . . . . . . . . . 13 𝑦 ∈ V
1311, 12op1std 7941 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩ → (1st𝑋) = 0)
14 gpgnbgr.u . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑈 = (𝐺 NeighbVtx 𝑋)
152, 3, 4, 14gpg3nbgrvtx0 48567 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽) ∧ (𝑋𝑉 ∧ (1st𝑋) = 0)) → (♯‘𝑈) = 3)
1615exp43 437 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ‘3) → (𝐾𝐽 → (𝑋𝑉 → ((1st𝑋) = 0 → (♯‘𝑈) = 3))))
17163imp 1116 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ((1st𝑋) = 0 → (♯‘𝑈) = 3))
1813, 17syl5 34 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
1918adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 0 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
2010, 19sylbid 241 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 0 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
2120ex 413 . . . . . . . 8 (𝑥 = 0 → ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
22 opeq1 4804 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 1 → ⟨𝑥, 𝑦⟩ = ⟨1, 𝑦⟩)
2322eqeq2d 2750 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 1 → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩))
2423adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 1 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩))
25 1ex 11131 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ V
2625, 12op1std 7941 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩ → (1st𝑋) = 1)
272, 3, 4, 14gpg3nbgrvtx1 48569 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽) ∧ (𝑋𝑉 ∧ (1st𝑋) = 1)) → (♯‘𝑈) = 3)
2827exp43 437 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ‘3) → (𝐾𝐽 → (𝑋𝑉 → ((1st𝑋) = 1 → (♯‘𝑈) = 3))))
29283imp 1116 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ((1st𝑋) = 1 → (♯‘𝑈) = 3))
3026, 29syl5 34 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
3130adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 1 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
3224, 31sylbid 241 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 1 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
3332ex 413 . . . . . . . 8 (𝑥 = 1 → ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
3421, 33jaoi 863 . . . . . . 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 408 . . . . 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 454 . . 3 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ((𝑥 ∈ {0, 1} ∧ 𝑦 ∈ (0..^𝑁)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
3938rexlimdvv 3195 . 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 207  wa 396  wo 853  w3a 1092   = wceq 1547  wcel 2119  wrex 3063  {cpr 4557  cop 4561  cfv 6485  (class class class)co 7356  1st c1st 7929  0cc0 11029  1c1 11030   / cdiv 11798  2c2 12227  3c3 12228  cuz 12779  ..^cfzo 13599  cceil 13741  chash 14283  Vtxcvtx 29083   NeighbVtx cnbgr 29419   gPetersenGr cgpg 48531
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2711  ax-rep 5199  ax-sep 5218  ax-nul 5228  ax-pow 5294  ax-pr 5362  ax-un 7678  ax-cnex 11085  ax-resscn 11086  ax-1cn 11087  ax-icn 11088  ax-addcl 11089  ax-addrcl 11090  ax-mulcl 11091  ax-mulrcl 11092  ax-mulcom 11093  ax-addass 11094  ax-mulass 11095  ax-distr 11096  ax-i2m1 11097  ax-1ne0 11098  ax-1rid 11099  ax-rnegex 11100  ax-rrecex 11101  ax-cnre 11102  ax-pre-lttri 11103  ax-pre-lttrn 11104  ax-pre-ltadd 11105  ax-pre-mulgt0 11106  ax-pre-sup 11107
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2718  df-cleq 2731  df-clel 2814  df-nfc 2888  df-ne 2935  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3064  df-rmo 3344  df-reu 3345  df-rab 3392  df-v 3433  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3903  df-nul 4262  df-if 4455  df-pw 4531  df-sn 4556  df-pr 4558  df-tp 4560  df-op 4562  df-uni 4839  df-int 4878  df-iun 4923  df-br 5073  df-opab 5135  df-mpt 5154  df-tr 5180  df-id 5513  df-eprel 5518  df-po 5526  df-so 5527  df-fr 5571  df-we 5573  df-xp 5624  df-rel 5625  df-cnv 5626  df-co 5627  df-dm 5628  df-rn 5629  df-res 5630  df-ima 5631  df-pred 6252  df-ord 6313  df-on 6314  df-lim 6315  df-suc 6316  df-iota 6441  df-fun 6487  df-fn 6488  df-f 6489  df-f1 6490  df-fo 6491  df-f1o 6492  df-fv 6493  df-riota 7313  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-frecs 8221  df-wrecs 8252  df-recs 8301  df-rdg 8339  df-1o 8395  df-2o 8396  df-oadd 8399  df-er 8633  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-sup 9345  df-inf 9346  df-dju 9816  df-card 9854  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-div 11799  df-nn 12166  df-2 12235  df-3 12236  df-4 12237  df-5 12238  df-6 12239  df-7 12240  df-8 12241  df-9 12242  df-n0 12429  df-xnn0 12502  df-z 12516  df-dec 12636  df-uz 12780  df-rp 12934  df-ico 13295  df-fz 13453  df-fzo 13600  df-fl 13742  df-ceil 13743  df-mod 13820  df-hash 14284  df-dvds 16213  df-struct 17108  df-slot 17143  df-ndx 17155  df-base 17171  df-edgf 29076  df-vtx 29085  df-iedg 29086  df-edg 29135  df-upgr 29169  df-umgr 29170  df-usgr 29238  df-nbgr 29420  df-gpg 48532
This theorem is referenced by:  gpgvtxdg3  48573
  Copyright terms: Public domain W3C validator