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Theorem n4cyclfrgr 30157
Description: There is no 4-cycle in a friendship graph, see Proposition 1(a) of [MertziosUnger] p. 153 : "A friendship graph G contains no C4 as a subgraph ...". (Contributed by Alexander van der Vekens, 19-Nov-2017.) (Revised by AV, 2-Apr-2021.)
Assertion
Ref Expression
n4cyclfrgr ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ 𝐹(Cyclesβ€˜πΊ)𝑃) β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4)

Proof of Theorem n4cyclfrgr
Dummy variables π‘Ž 𝑏 𝑐 𝑑 π‘˜ 𝑙 π‘₯ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 frgrusgr 30127 . . . . 5 (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ 𝐺 ∈ USGraph)
2 usgrupgr 29054 . . . . 5 (𝐺 ∈ USGraph β†’ 𝐺 ∈ UPGraph)
31, 2syl 17 . . . 4 (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ 𝐺 ∈ UPGraph)
4 eqid 2725 . . . . . . . . 9 (Vtxβ€˜πΊ) = (Vtxβ€˜πΊ)
5 eqid 2725 . . . . . . . . 9 (Edgβ€˜πΊ) = (Edgβ€˜πΊ)
64, 5upgr4cycl4dv4e 30051 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Cyclesβ€˜πΊ)𝑃 ∧ (β™―β€˜πΉ) = 4) β†’ βˆƒπ‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ)βˆƒπ‘ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)βˆƒπ‘ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)βˆƒπ‘‘ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑))))
74, 5isfrgr 30126 . . . . . . . . . . . 12 (𝐺 ∈ FriendGraph ↔ (𝐺 ∈ USGraph ∧ βˆ€π‘˜ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)βˆ€π‘™ ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘˜})βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘˜}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ)))
8 simplrl 775 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ 𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))
9 necom 2984 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (π‘Ž β‰  𝑐 ↔ 𝑐 β‰  π‘Ž)
109biimpi 215 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (π‘Ž β‰  𝑐 β†’ 𝑐 β‰  π‘Ž)
11103ad2ant2 1131 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) β†’ 𝑐 β‰  π‘Ž)
1211ad2antrl 726 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑))) β†’ 𝑐 β‰  π‘Ž)
1312adantl 480 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ 𝑐 β‰  π‘Ž)
14 eldifsn 4791 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑐 ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘Ž}) ↔ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑐 β‰  π‘Ž))
158, 13, 14sylanbrc 581 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ 𝑐 ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘Ž}))
16 sneq 4639 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (π‘˜ = π‘Ž β†’ {π‘˜} = {π‘Ž})
1716difeq2d 4119 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (π‘˜ = π‘Ž β†’ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘˜}) = ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘Ž}))
18 preq2 4739 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (π‘˜ = π‘Ž β†’ {π‘₯, π‘˜} = {π‘₯, π‘Ž})
1918preq1d 4744 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (π‘˜ = π‘Ž β†’ {{π‘₯, π‘˜}, {π‘₯, 𝑙}} = {{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑙}})
2019sseq1d 4009 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (π‘˜ = π‘Ž β†’ ({{π‘₯, π‘˜}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) ↔ {{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ)))
2120reubidv 3382 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (π‘˜ = π‘Ž β†’ (βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘˜}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) ↔ βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ)))
2217, 21raleqbidv 3330 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (π‘˜ = π‘Ž β†’ (βˆ€π‘™ ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘˜})βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘˜}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) ↔ βˆ€π‘™ ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘Ž})βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ)))
2322rspcv 3603 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)βˆ€π‘™ ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘˜})βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘˜}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) β†’ βˆ€π‘™ ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘Ž})βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ)))
2423ad3antrrr 728 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)βˆ€π‘™ ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘˜})βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘˜}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) β†’ βˆ€π‘™ ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘Ž})βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ)))
25 preq2 4739 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑙 = 𝑐 β†’ {π‘₯, 𝑙} = {π‘₯, 𝑐})
2625preq2d 4745 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑙 = 𝑐 β†’ {{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑙}} = {{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑐}})
2726sseq1d 4009 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑙 = 𝑐 β†’ ({{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) ↔ {{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑐}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ)))
2827reubidv 3382 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑙 = 𝑐 β†’ (βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) ↔ βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑐}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ)))
2928rspcv 3603 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑐 ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘Ž}) β†’ (βˆ€π‘™ ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘Ž})βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) β†’ βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑐}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ)))
3015, 24, 29sylsyld 61 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)βˆ€π‘™ ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘˜})βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘˜}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) β†’ βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑐}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ)))
31 prcom 4737 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 {π‘₯, π‘Ž} = {π‘Ž, π‘₯}
3231preq1i 4741 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 {{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑐}} = {{π‘Ž, π‘₯}, {π‘₯, 𝑐}}
3332sseq1i 4006 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ({{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑐}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) ↔ {{π‘Ž, π‘₯}, {π‘₯, 𝑐}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ))
3433reubii 3373 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑐}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) ↔ βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘Ž, π‘₯}, {π‘₯, 𝑐}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ))
35 simprll 777 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ ({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)))
36 simprlr 778 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ)))
37 simpllr 774 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))
38 simplrr 776 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))
39 simprr2 1219 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑))) β†’ 𝑏 β‰  𝑑)
4039adantl 480 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ 𝑏 β‰  𝑑)
41 4cycl2vnunb 30156 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ (𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 β‰  𝑑)) β†’ Β¬ βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘Ž, π‘₯}, {π‘₯, 𝑐}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ))
4235, 36, 37, 38, 40, 41syl113anc 1379 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ Β¬ βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘Ž, π‘₯}, {π‘₯, 𝑐}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ))
4342pm2.21d 121 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ (βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘Ž, π‘₯}, {π‘₯, 𝑐}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4))
4443com12 32 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘Ž, π‘₯}, {π‘₯, 𝑐}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) β†’ ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4))
4534, 44sylbi 216 . . . . . . . . . . . . . . 15 (βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘Ž}, {π‘₯, 𝑐}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) β†’ ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4))
4630, 45syl6 35 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)βˆ€π‘™ ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘˜})βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘˜}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) β†’ ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4)))
4746pm2.43b 55 . . . . . . . . . . . . 13 (βˆ€π‘˜ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)βˆ€π‘™ ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘˜})βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘˜}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ) β†’ ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4))
4847adantl 480 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ βˆ€π‘˜ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)βˆ€π‘™ ∈ ((Vtxβ€˜πΊ) βˆ– {π‘˜})βˆƒ!π‘₯ ∈ (Vtxβ€˜πΊ){{π‘₯, π‘˜}, {π‘₯, 𝑙}} βŠ† (Edgβ€˜πΊ)) β†’ ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4))
497, 48sylbi 216 . . . . . . . . . . 11 (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ ((((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) ∧ ((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑)))) β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4))
5049expdcom 413 . . . . . . . . . 10 (((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) ∧ (𝑐 ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑑 ∈ (Vtxβ€˜πΊ))) β†’ (((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑))) β†’ (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4)))
5150rexlimdvva 3202 . . . . . . . . 9 ((π‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ) ∧ 𝑏 ∈ (Vtxβ€˜πΊ)) β†’ (βˆƒπ‘ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)βˆƒπ‘‘ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑))) β†’ (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4)))
5251rexlimivv 3190 . . . . . . . 8 (βˆƒπ‘Ž ∈ (Vtxβ€˜πΊ)βˆƒπ‘ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)βˆƒπ‘ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)βˆƒπ‘‘ ∈ (Vtxβ€˜πΊ)((({π‘Ž, 𝑏} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑏, 𝑐} ∈ (Edgβ€˜πΊ)) ∧ ({𝑐, 𝑑} ∈ (Edgβ€˜πΊ) ∧ {𝑑, π‘Ž} ∈ (Edgβ€˜πΊ))) ∧ ((π‘Ž β‰  𝑏 ∧ π‘Ž β‰  𝑐 ∧ π‘Ž β‰  𝑑) ∧ (𝑏 β‰  𝑐 ∧ 𝑏 β‰  𝑑 ∧ 𝑐 β‰  𝑑))) β†’ (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4))
536, 52syl 17 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ UPGraph ∧ 𝐹(Cyclesβ€˜πΊ)𝑃 ∧ (β™―β€˜πΉ) = 4) β†’ (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4))
54533exp 1116 . . . . . 6 (𝐺 ∈ UPGraph β†’ (𝐹(Cyclesβ€˜πΊ)𝑃 β†’ ((β™―β€˜πΉ) = 4 β†’ (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4))))
5554com34 91 . . . . 5 (𝐺 ∈ UPGraph β†’ (𝐹(Cyclesβ€˜πΊ)𝑃 β†’ (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ ((β™―β€˜πΉ) = 4 β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4))))
5655com23 86 . . . 4 (𝐺 ∈ UPGraph β†’ (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ (𝐹(Cyclesβ€˜πΊ)𝑃 β†’ ((β™―β€˜πΉ) = 4 β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4))))
573, 56mpcom 38 . . 3 (𝐺 ∈ FriendGraph β†’ (𝐹(Cyclesβ€˜πΊ)𝑃 β†’ ((β™―β€˜πΉ) = 4 β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4)))
5857imp 405 . 2 ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ 𝐹(Cyclesβ€˜πΊ)𝑃) β†’ ((β™―β€˜πΉ) = 4 β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4))
59 neqne 2938 . 2 (Β¬ (β™―β€˜πΉ) = 4 β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4)
6058, 59pm2.61d1 180 1 ((𝐺 ∈ FriendGraph ∧ 𝐹(Cyclesβ€˜πΊ)𝑃) β†’ (β™―β€˜πΉ) β‰  4)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ∧ wa 394   ∧ w3a 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   β‰  wne 2930  βˆ€wral 3051  βˆƒwrex 3060  βˆƒ!wreu 3362   βˆ– cdif 3942   βŠ† wss 3945  {csn 4629  {cpr 4631   class class class wbr 5148  β€˜cfv 6547  4c4 12299  β™―chash 14321  Vtxcvtx 28865  Edgcedg 28916  UPGraphcupgr 28949  USGraphcusgr 29018  Cyclesccycls 29655   FriendGraph cfrgr 30124
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7739  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-ifp 1061  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3775  df-csb 3891  df-dif 3948  df-un 3950  df-in 3952  df-ss 3962  df-pss 3965  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4909  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6499  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-riota 7373  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-om 7870  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8485  df-2o 8486  df-oadd 8489  df-er 8723  df-map 8845  df-pm 8846  df-en 8963  df-dom 8964  df-sdom 8965  df-fin 8966  df-dju 9924  df-card 9962  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477  df-nn 12243  df-2 12305  df-3 12306  df-4 12307  df-n0 12503  df-xnn0 12575  df-z 12589  df-uz 12853  df-fz 13517  df-fzo 13660  df-hash 14322  df-word 14497  df-edg 28917  df-uhgr 28927  df-upgr 28951  df-uspgr 29019  df-usgr 29020  df-wlks 29469  df-trls 29562  df-pths 29586  df-cycls 29657  df-frgr 30125
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