Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  isubgr3stgrlem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem isubgr3stgrlem3 48460
Description: Lemma 3 for isubgr3stgr 48467. (Contributed by AV, 17-Sep-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
isubgr3stgr.v 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
isubgr3stgr.u 𝑈 = (𝐺 NeighbVtx 𝑋)
isubgr3stgr.c 𝐶 = (𝐺 ClNeighbVtx 𝑋)
isubgr3stgr.n 𝑁 ∈ ℕ0
isubgr3stgr.s 𝑆 = (StarGr‘𝑁)
isubgr3stgr.w 𝑊 = (Vtx‘𝑆)
Assertion
Ref Expression
isubgr3stgrlem3 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → ∃𝑔(𝑔:𝐶1-1-onto𝑊 ∧ (𝑔𝑋) = 0))
Distinct variable groups:   𝐶,𝑔   𝑔,𝑊   𝑔,𝑋
Allowed substitution hints:   𝑆(𝑔)   𝑈(𝑔)   𝐺(𝑔)   𝑁(𝑔)   𝑉(𝑔)

Proof of Theorem isubgr3stgrlem3
Dummy variable 𝑓 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isubgr3stgr.v . . 3 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2 isubgr3stgr.u . . 3 𝑈 = (𝐺 NeighbVtx 𝑋)
3 isubgr3stgr.c . . 3 𝐶 = (𝐺 ClNeighbVtx 𝑋)
4 isubgr3stgr.n . . 3 𝑁 ∈ ℕ0
5 isubgr3stgr.s . . 3 𝑆 = (StarGr‘𝑁)
6 isubgr3stgr.w . . 3 𝑊 = (Vtx‘𝑆)
71, 2, 3, 4, 5, 6isubgr3stgrlem2 48459 . 2 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → ∃𝑓 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}))
8 f1odm 6780 . . . 4 (𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}) → dom 𝑓 = 𝑈)
9 simpr 484 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0})) → 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}))
10 simpl2 1194 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0})) → 𝑋𝑉)
11 c0ex 11133 . . . . . . . 8 0 ∈ V
1211a1i 11 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0})) → 0 ∈ V)
13 neldifsnd 4737 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0})) → ¬ 0 ∈ (𝑊 ∖ {0}))
14 df-nel 3038 . . . . . . . 8 (0 ∉ (𝑊 ∖ {0}) ↔ ¬ 0 ∈ (𝑊 ∖ {0}))
1513, 14sylibr 234 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0})) → 0 ∉ (𝑊 ∖ {0}))
16 eqid 2737 . . . . . . . 8 (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}) = (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩})
171, 2, 3, 16isubgr3stgrlem1 48458 . . . . . . 7 ((𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}) ∧ 𝑋𝑉 ∧ (0 ∈ V ∧ 0 ∉ (𝑊 ∖ {0}))) → (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}))
189, 10, 12, 15, 17syl112anc 1377 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0})) → (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}))
1918ex 412 . . . . 5 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → (𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}) → (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0})))
20 f1of 6776 . . . . . . . . 9 ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) → (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶⟶((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}))
21203ad2ant2 1135 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ∧ dom 𝑓 = 𝑈) → (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶⟶((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}))
223ovexi 7396 . . . . . . . . 9 𝐶 ∈ V
2322a1i 11 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ∧ dom 𝑓 = 𝑈) → 𝐶 ∈ V)
2421, 23fexd 7177 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ∧ dom 𝑓 = 𝑈) → (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}) ∈ V)
255, 6stgrvtx0 48454 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ0 → 0 ∈ 𝑊)
264, 25mp1i 13 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → 0 ∈ 𝑊)
2726snssd 4753 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → {0} ⊆ 𝑊)
28 undifr 4424 . . . . . . . . . . . 12 ({0} ⊆ 𝑊 ↔ ((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) = 𝑊)
2927, 28sylib 218 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → ((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) = 𝑊)
3029f1oeq3d 6773 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ↔ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto𝑊))
3130biimpa 476 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0})) → (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto𝑊)
32313adant3 1133 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ∧ dom 𝑓 = 𝑈) → (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto𝑊)
33 simp12 1206 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ∧ dom 𝑓 = 𝑈) → 𝑋𝑉)
3411a1i 11 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ∧ dom 𝑓 = 𝑈) → 0 ∈ V)
35 nbgrnself2 29447 . . . . . . . . . . 11 𝑋 ∉ (𝐺 NeighbVtx 𝑋)
36 df-nel 3038 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋 ∉ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ ¬ 𝑋 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋))
372eleq2i 2829 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋𝑈𝑋 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋))
3836, 37xchbinxr 335 . . . . . . . . . . 11 (𝑋 ∉ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ ¬ 𝑋𝑈)
3935, 38mpbi 230 . . . . . . . . . 10 ¬ 𝑋𝑈
40 eleq2 2826 . . . . . . . . . . . 12 (dom 𝑓 = 𝑈 → (𝑋 ∈ dom 𝑓𝑋𝑈))
4140notbid 318 . . . . . . . . . . 11 (dom 𝑓 = 𝑈 → (¬ 𝑋 ∈ dom 𝑓 ↔ ¬ 𝑋𝑈))
42413ad2ant3 1136 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ∧ dom 𝑓 = 𝑈) → (¬ 𝑋 ∈ dom 𝑓 ↔ ¬ 𝑋𝑈))
4339, 42mpbiri 258 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ∧ dom 𝑓 = 𝑈) → ¬ 𝑋 ∈ dom 𝑓)
44 fsnunfv 7137 . . . . . . . . 9 ((𝑋𝑉 ∧ 0 ∈ V ∧ ¬ 𝑋 ∈ dom 𝑓) → ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩})‘𝑋) = 0)
4533, 34, 43, 44syl3anc 1374 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ∧ dom 𝑓 = 𝑈) → ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩})‘𝑋) = 0)
4632, 45jca 511 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ∧ dom 𝑓 = 𝑈) → ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto𝑊 ∧ ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩})‘𝑋) = 0))
47 f1oeq1 6764 . . . . . . . 8 (𝑔 = (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}) → (𝑔:𝐶1-1-onto𝑊 ↔ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto𝑊))
48 fveq1 6835 . . . . . . . . 9 (𝑔 = (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}) → (𝑔𝑋) = ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩})‘𝑋))
4948eqeq1d 2739 . . . . . . . 8 (𝑔 = (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}) → ((𝑔𝑋) = 0 ↔ ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩})‘𝑋) = 0))
5047, 49anbi12d 633 . . . . . . 7 (𝑔 = (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}) → ((𝑔:𝐶1-1-onto𝑊 ∧ (𝑔𝑋) = 0) ↔ ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto𝑊 ∧ ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩})‘𝑋) = 0)))
5124, 46, 50spcedv 3541 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ∧ dom 𝑓 = 𝑈) → ∃𝑔(𝑔:𝐶1-1-onto𝑊 ∧ (𝑔𝑋) = 0))
52513exp 1120 . . . . 5 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) → (dom 𝑓 = 𝑈 → ∃𝑔(𝑔:𝐶1-1-onto𝑊 ∧ (𝑔𝑋) = 0))))
5319, 52syld 47 . . . 4 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → (𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}) → (dom 𝑓 = 𝑈 → ∃𝑔(𝑔:𝐶1-1-onto𝑊 ∧ (𝑔𝑋) = 0))))
548, 53mpdi 45 . . 3 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → (𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}) → ∃𝑔(𝑔:𝐶1-1-onto𝑊 ∧ (𝑔𝑋) = 0)))
5554exlimdv 1935 . 2 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → (∃𝑓 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}) → ∃𝑔(𝑔:𝐶1-1-onto𝑊 ∧ (𝑔𝑋) = 0)))
567, 55mpd 15 1 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → ∃𝑔(𝑔:𝐶1-1-onto𝑊 ∧ (𝑔𝑋) = 0))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1087   = wceq 1542  wex 1781  wcel 2114  wnel 3037  Vcvv 3430  cdif 3887  cun 3888  wss 3890  {csn 4568  cop 4574  dom cdm 5626  wf 6490  1-1-ontowf1o 6493  cfv 6494  (class class class)co 7362  0cc0 11033  0cn0 12432  chash 14287  Vtxcvtx 29083  USGraphcusgr 29236   NeighbVtx cnbgr 29419   ClNeighbVtx cclnbgr 48310  StarGrcstgr 48443
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5213  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5304  ax-pr 5372  ax-un 7684  ax-cnex 11089  ax-resscn 11090  ax-1cn 11091  ax-icn 11092  ax-addcl 11093  ax-addrcl 11094  ax-mulcl 11095  ax-mulrcl 11096  ax-mulcom 11097  ax-addass 11098  ax-mulass 11099  ax-distr 11100  ax-i2m1 11101  ax-1ne0 11102  ax-1rid 11103  ax-rnegex 11104  ax-rrecex 11105  ax-cnre 11106  ax-pre-lttri 11107  ax-pre-lttrn 11108  ax-pre-ltadd 11109  ax-pre-mulgt0 11110
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5521  df-eprel 5526  df-po 5534  df-so 5535  df-fr 5579  df-we 5581  df-xp 5632  df-rel 5633  df-cnv 5634  df-co 5635  df-dm 5636  df-rn 5637  df-res 5638  df-ima 5639  df-pred 6261  df-ord 6322  df-on 6323  df-lim 6324  df-suc 6325  df-iota 6450  df-fun 6496  df-fn 6497  df-f 6498  df-f1 6499  df-fo 6500  df-f1o 6501  df-fv 6502  df-riota 7319  df-ov 7365  df-oprab 7366  df-mpo 7367  df-om 7813  df-1st 7937  df-2nd 7938  df-frecs 8226  df-wrecs 8257  df-recs 8306  df-rdg 8344  df-1o 8400  df-oadd 8404  df-er 8638  df-en 8889  df-dom 8890  df-sdom 8891  df-fin 8892  df-dju 9820  df-card 9858  df-pnf 11176  df-mnf 11177  df-xr 11178  df-ltxr 11179  df-le 11180  df-sub 11374  df-neg 11375  df-nn 12170  df-2 12239  df-3 12240  df-4 12241  df-5 12242  df-6 12243  df-7 12244  df-8 12245  df-9 12246  df-n0 12433  df-xnn0 12506  df-z 12520  df-dec 12640  df-uz 12784  df-fz 13457  df-hash 14288  df-struct 17112  df-slot 17147  df-ndx 17159  df-base 17175  df-edgf 29076  df-vtx 29085  df-nbgr 29420  df-clnbgr 48311  df-stgr 48444
This theorem is referenced by:  isubgr3stgr  48467
  Copyright terms: Public domain W3C validator