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 48657
Description: Lemma 3 for isubgr3stgr 48664. (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 48656 . 2 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → ∃𝑓 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}))
8 f1odm 6825 . . . 4 (𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}) → dom 𝑓 = 𝑈)
9 simpr 489 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0})) → 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}))
10 simpl2 1209 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0})) → 𝑋𝑉)
11 c0ex 11200 . . . . . . . 8 0 ∈ V
1211a1i 11 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0})) → 0 ∈ V)
13 neldifsnd 4763 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0})) → ¬ 0 ∈ (𝑊 ∖ {0}))
14 df-nel 3071 . . . . . . . 8 (0 ∉ (𝑊 ∖ {0}) ↔ ¬ 0 ∈ (𝑊 ∖ {0}))
1513, 14sylibr 237 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0})) → 0 ∉ (𝑊 ∖ {0}))
16 eqid 2769 . . . . . . . 8 (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}) = (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩})
171, 2, 3, 16isubgr3stgrlem1 48655 . . . . . . 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 1399 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0})) → (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}))
1918ex 417 . . . . 5 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → (𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}) → (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0})))
20 f1of 6821 . . . . . . . . 9 ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) → (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶⟶((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}))
21203ad2ant2 1150 . . . . . . . 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 7445 . . . . . . . . 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 7226 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ∧ dom 𝑓 = 𝑈) → (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}) ∈ V)
255, 6stgrvtx0 48651 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ0 → 0 ∈ 𝑊)
264, 25mp1i 14 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → 0 ∈ 𝑊)
2726snssd 4755 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → {0} ⊆ 𝑊)
28 undifr 4447 . . . . . . . . . . . 12 ({0} ⊆ 𝑊 ↔ ((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) = 𝑊)
2927, 28sylib 221 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → ((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) = 𝑊)
3029f1oeq3d 6818 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ↔ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto𝑊))
3130biimpa 481 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0})) → (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto𝑊)
32313adant3 1148 . . . . . . . 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 1221 . . . . . . . . 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 29651 . . . . . . . . . . 11 𝑋 ∉ (𝐺 NeighbVtx 𝑋)
36 df-nel 3071 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋 ∉ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ ¬ 𝑋 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋))
372eleq2i 2861 . . . . . . . . . . . 12 (𝑋𝑈𝑋 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋))
3836, 37xchbinxr 338 . . . . . . . . . . 11 (𝑋 ∉ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ ¬ 𝑋𝑈)
3935, 38mpbi 233 . . . . . . . . . 10 ¬ 𝑋𝑈
40 eleq2 2858 . . . . . . . . . . . 12 (dom 𝑓 = 𝑈 → (𝑋 ∈ dom 𝑓𝑋𝑈))
4140notbid 321 . . . . . . . . . . 11 (dom 𝑓 = 𝑈 → (¬ 𝑋 ∈ dom 𝑓 ↔ ¬ 𝑋𝑈))
42413ad2ant3 1151 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ∧ dom 𝑓 = 𝑈) → (¬ 𝑋 ∈ dom 𝑓 ↔ ¬ 𝑋𝑈))
4339, 42mpbiri 261 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) ∧ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto→((𝑊 ∖ {0}) ∪ {0}) ∧ dom 𝑓 = 𝑈) → ¬ 𝑋 ∈ dom 𝑓)
44 fsnunfv 7186 . . . . . . . . 9 ((𝑋𝑉 ∧ 0 ∈ V ∧ ¬ 𝑋 ∈ dom 𝑓) → ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩})‘𝑋) = 0)
4533, 34, 43, 44syl3anc 1396 . . . . . . . 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 520 . . . . . . 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 6809 . . . . . . . 8 (𝑔 = (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}) → (𝑔:𝐶1-1-onto𝑊 ↔ (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}):𝐶1-1-onto𝑊))
48 fveq1 6881 . . . . . . . . 9 (𝑔 = (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}) → (𝑔𝑋) = ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩})‘𝑋))
4948eqeq1d 2771 . . . . . . . 8 (𝑔 = (𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩}) → ((𝑔𝑋) = 0 ↔ ((𝑓 ∪ {⟨𝑋, 0⟩})‘𝑋) = 0))
5047, 49anbi12d 643 . . . . . . 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 3564 . . . . . 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 1135 . . . . 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 48 . . . 4 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → (𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}) → (dom 𝑓 = 𝑈 → ∃𝑔(𝑔:𝐶1-1-onto𝑊 ∧ (𝑔𝑋) = 0))))
548, 53mpdi 46 . . 3 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → (𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}) → ∃𝑔(𝑔:𝐶1-1-onto𝑊 ∧ (𝑔𝑋) = 0)))
5554exlimdv 1960 . 2 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ 𝑋𝑉 ∧ (♯‘𝑈) = 𝑁) → (∃𝑓 𝑓:𝑈1-1-onto→(𝑊 ∖ {0}) → ∃𝑔(𝑔:𝐶1-1-onto𝑊 ∧ (𝑔𝑋) = 0)))
567, 55mpd 16 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 209  wa 400  w3a 1101   = wceq 1567  wex 1806  wcel 2149  wnel 3070  Vcvv 3461  cdif 3908  cun 3909  wss 3911  {csn 4592  cop 4598  dom cdm 5662  wf 6533  1-1-ontowf1o 6536  cfv 6537  (class class class)co 7411  0cc0 11100  0cn0 12504  chash 14366  Vtxcvtx 29287  USGraphcusgr 29440   NeighbVtx cnbgr 29623   ClNeighbVtx cclnbgr 48507  StarGrcstgr 48640
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-cnex 11156  ax-resscn 11157  ax-1cn 11158  ax-icn 11159  ax-addcl 11160  ax-addrcl 11161  ax-mulcl 11162  ax-mulrcl 11163  ax-mulcom 11164  ax-addass 11165  ax-mulass 11166  ax-distr 11167  ax-i2m1 11168  ax-1ne0 11169  ax-1rid 11170  ax-rnegex 11171  ax-rrecex 11172  ax-cnre 11173  ax-pre-lttri 11174  ax-pre-lttrn 11175  ax-pre-ltadd 11176  ax-pre-mulgt0 11177
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-reu 3376  df-rab 3423  df-v 3463  df-sbc 3752  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3931  df-nul 4293  df-if 4491  df-pw 4567  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4875  df-int 4915  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5557  df-eprel 5562  df-po 5570  df-so 5571  df-fr 5615  df-we 5617  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7368  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8358  df-rdg 8397  df-1o 8453  df-oadd 8457  df-er 8694  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-dju 9887  df-card 9925  df-pnf 11245  df-mnf 11246  df-xr 11247  df-ltxr 11248  df-le 11249  df-sub 11443  df-neg 11444  df-nn 12234  df-2 12303  df-3 12304  df-4 12305  df-5 12306  df-6 12307  df-7 12308  df-8 12309  df-9 12310  df-n0 12505  df-xnn0 12578  df-z 12592  df-dec 12712  df-uz 12863  df-fz 13536  df-hash 14367  df-struct 17207  df-slot 17242  df-ndx 17254  df-base 17270  df-edgf 29280  df-vtx 29289  df-nbgr 29624  df-clnbgr 48508  df-stgr 48641
This theorem is referenced by:  isubgr3stgr  48664
  Copyright terms: Public domain W3C validator