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 48008
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 48011), 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 2734 . . . 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 47978 . . 3 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽) → (𝑋𝑉 ↔ ∃𝑥 ∈ {0, 1}∃𝑦 ∈ (0..^𝑁)𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩))
65biimp3a 1470 . 2 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ∃𝑥 ∈ {0, 1}∃𝑦 ∈ (0..^𝑁)𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩)
7 elpri 4629 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ {0, 1} → (𝑥 = 0 ∨ 𝑥 = 1))
8 opeq1 4853 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 0 → ⟨𝑥, 𝑦⟩ = ⟨0, 𝑦⟩)
98eqeq2d 2745 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 0 → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩))
109adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 0 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩))
11 c0ex 11237 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ V
12 vex 3467 . . . . . . . . . . . . 13 𝑦 ∈ V
1311, 12op1std 8006 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩ → (1st𝑋) = 0)
14 gpgnbgr.u . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑈 = (𝐺 NeighbVtx 𝑋)
152, 3, 4, 14gpg3nbgrvtx0 48005 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽) ∧ (𝑋𝑉 ∧ (1st𝑋) = 0)) → (♯‘𝑈) = 3)
1615exp43 436 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ‘3) → (𝐾𝐽 → (𝑋𝑉 → ((1st𝑋) = 0 → (♯‘𝑈) = 3))))
17163imp 1110 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ((1st𝑋) = 0 → (♯‘𝑈) = 3))
1813, 17syl5 34 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
1918adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 0 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨0, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
2010, 19sylbid 240 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 0 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
2120ex 412 . . . . . . . 8 (𝑥 = 0 → ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
22 opeq1 4853 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 1 → ⟨𝑥, 𝑦⟩ = ⟨1, 𝑦⟩)
2322eqeq2d 2745 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 1 → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩))
2423adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 1 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩))
25 1ex 11239 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ V
2625, 12op1std 8006 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩ → (1st𝑋) = 1)
272, 3, 4, 14gpg3nbgrvtx1 48007 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽) ∧ (𝑋𝑉 ∧ (1st𝑋) = 1)) → (♯‘𝑈) = 3)
2827exp43 436 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ (ℤ‘3) → (𝐾𝐽 → (𝑋𝑉 → ((1st𝑋) = 1 → (♯‘𝑈) = 3))))
29283imp 1110 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ((1st𝑋) = 1 → (♯‘𝑈) = 3))
3026, 29syl5 34 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
3130adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 1 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨1, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
3224, 31sylbid 240 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 1 ∧ (𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3))
3332ex 412 . . . . . . . 8 (𝑥 = 1 → ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
3421, 33jaoi 857 . . . . . . 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 407 . . . . 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 453 . . 3 ((𝑁 ∈ (ℤ‘3) ∧ 𝐾𝐽𝑋𝑉) → ((𝑥 ∈ {0, 1} ∧ 𝑦 ∈ (0..^𝑁)) → (𝑋 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (♯‘𝑈) = 3)))
3938rexlimdvv 3199 . 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 206  wa 395  wo 847  w3a 1086   = wceq 1539  wcel 2107  wrex 3059  {cpr 4608  cop 4612  cfv 6541  (class class class)co 7413  1st c1st 7994  0cc0 11137  1c1 11138   / cdiv 11902  2c2 12303  3c3 12304  cuz 12860  ..^cfzo 13676  cceil 13813  chash 14352  Vtxcvtx 28942   NeighbVtx cnbgr 29278   gPetersenGr cgpg 47972
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2706  ax-rep 5259  ax-sep 5276  ax-nul 5286  ax-pow 5345  ax-pr 5412  ax-un 7737  ax-cnex 11193  ax-resscn 11194  ax-1cn 11195  ax-icn 11196  ax-addcl 11197  ax-addrcl 11198  ax-mulcl 11199  ax-mulrcl 11200  ax-mulcom 11201  ax-addass 11202  ax-mulass 11203  ax-distr 11204  ax-i2m1 11205  ax-1ne0 11206  ax-1rid 11207  ax-rnegex 11208  ax-rrecex 11209  ax-cnre 11210  ax-pre-lttri 11211  ax-pre-lttrn 11212  ax-pre-ltadd 11213  ax-pre-mulgt0 11214  ax-pre-sup 11215
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2808  df-nfc 2884  df-ne 2932  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3363  df-reu 3364  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3771  df-csb 3880  df-dif 3934  df-un 3936  df-in 3938  df-ss 3948  df-pss 3951  df-nul 4314  df-if 4506  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-tp 4611  df-op 4613  df-uni 4888  df-int 4927  df-iun 4973  df-br 5124  df-opab 5186  df-mpt 5206  df-tr 5240  df-id 5558  df-eprel 5564  df-po 5572  df-so 5573  df-fr 5617  df-we 5619  df-xp 5671  df-rel 5672  df-cnv 5673  df-co 5674  df-dm 5675  df-rn 5676  df-res 5677  df-ima 5678  df-pred 6301  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-om 7870  df-1st 7996  df-2nd 7997  df-frecs 8288  df-wrecs 8319  df-recs 8393  df-rdg 8432  df-1o 8488  df-2o 8489  df-oadd 8492  df-er 8727  df-en 8968  df-dom 8969  df-sdom 8970  df-fin 8971  df-sup 9464  df-inf 9465  df-dju 9923  df-card 9961  df-pnf 11279  df-mnf 11280  df-xr 11281  df-ltxr 11282  df-le 11283  df-sub 11476  df-neg 11477  df-div 11903  df-nn 12249  df-2 12311  df-3 12312  df-4 12313  df-5 12314  df-6 12315  df-7 12316  df-8 12317  df-9 12318  df-n0 12510  df-xnn0 12583  df-z 12597  df-dec 12717  df-uz 12861  df-rp 13017  df-ico 13375  df-fz 13530  df-fzo 13677  df-fl 13814  df-ceil 13815  df-mod 13892  df-hash 14353  df-dvds 16274  df-struct 17167  df-slot 17202  df-ndx 17214  df-base 17231  df-edgf 28935  df-vtx 28944  df-iedg 28945  df-edg 28994  df-upgr 29028  df-umgr 29029  df-usgr 29097  df-nbgr 29279  df-gpg 47973
This theorem is referenced by:  gpgvtxdg3  48011
  Copyright terms: Public domain W3C validator