Theorem nb3grpr2 27653

Description: The neighbors of a vertex in a simple graph with three elements are an unordered pair of the other vertices iff all vertices are connected with each other. (Contributed by Alexander van der Vekens, 18-Oct-2017.) (Revised by AV, 28-Oct-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
nb3grpr.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
nb3grpr.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
nb3grpr.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ USGraph)
nb3grpr.t	⊢ (𝜑 → 𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶})
nb3grpr.s	⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍))
nb3grpr.n	⊢ (𝜑 → (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝐶 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶))

Assertion

Ref	Expression
nb3grpr2	⊢ (𝜑 → (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ ((𝐺 NeighbVtx 𝐴) = {𝐵, 𝐶} ∧ (𝐺 NeighbVtx 𝐵) = {𝐴, 𝐶} ∧ (𝐺 NeighbVtx 𝐶) = {𝐴, 𝐵})))

Proof of Theorem nb3grpr2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		3anan32 1095	. . . . 5 ⊢ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸))
2	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸)))
3		prcom 4665	. . . . . . . . . 10 ⊢ {𝐶, 𝐴} = {𝐴, 𝐶}
4	3	eleq1i 2829	. . . . . . . . 9 ⊢ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ↔ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸)
5	4	biimpi 215	. . . . . . . 8 ⊢ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 → {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸)
6	5	pm4.71i 559	. . . . . . 7 ⊢ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ↔ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸))
7	6	bianass 638	. . . . . 6 ⊢ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸))
8	7	anbi1i 623	. . . . 5 ⊢ ((({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ↔ ((({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸))
9		anass 468	. . . . 5 ⊢ (((({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸)))
10	8, 9	bitri 274	. . . 4 ⊢ ((({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸)))
11	2, 10	bitrdi 286	. . 3 ⊢ (𝜑 → (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸))))
12		prcom 4665	. . . . . . . . . 10 ⊢ {𝐴, 𝐵} = {𝐵, 𝐴}
13	12	eleq1i 2829	. . . . . . . . 9 ⊢ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ↔ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸)
14	13	biimpi 215	. . . . . . . 8 ⊢ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 → {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸)
15	14	pm4.71i 559	. . . . . . 7 ⊢ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ↔ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸))
16	15	anbi1i 623	. . . . . 6 ⊢ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸))
17		df-3an 1087	. . . . . 6 ⊢ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸))
18	16, 17	bitr4i 277	. . . . 5 ⊢ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸))
19		prcom 4665	. . . . . . . . . 10 ⊢ {𝐵, 𝐶} = {𝐶, 𝐵}
20	19	eleq1i 2829	. . . . . . . . 9 ⊢ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ↔ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)
21	20	biimpi 215	. . . . . . . 8 ⊢ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 → {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)
22	21	pm4.71i 559	. . . . . . 7 ⊢ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ↔ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))
23	22	anbi2i 622	. . . . . 6 ⊢ (({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ↔ ({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
24		3anass 1093	. . . . . 6 ⊢ (({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸) ↔ ({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
25	23, 24	bitr4i 277	. . . . 5 ⊢ (({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ↔ ({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))
26	18, 25	anbi12i 626	. . . 4 ⊢ ((({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸)) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
27		an6 1443	. . . 4 ⊢ ((({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
28	26, 27	bitri 274	. . 3 ⊢ ((({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸)) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
29	11, 28	bitrdi 286	. 2 ⊢ (𝜑 → (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))))
30		nb3grpr.v	. . . 4 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
31		nb3grpr.e	. . . 4 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
32		nb3grpr.g	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ USGraph)
33		nb3grpr.t	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑉 = {𝐴, 𝐵, 𝐶})
34		nb3grpr.s	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍))
35	30, 31, 32, 33, 34	nb3grprlem1 27650	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 NeighbVtx 𝐴) = {𝐵, 𝐶} ↔ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸)))
36		tpcoma 4683	. . . . 5 ⊢ {𝐴, 𝐵, 𝐶} = {𝐵, 𝐴, 𝐶}
37	33, 36	eqtrdi 2795	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑉 = {𝐵, 𝐴, 𝐶})
38		3ancoma 1096	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ↔ (𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍))
39	34, 38	sylib 217	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍))
40	30, 31, 32, 37, 39	nb3grprlem1 27650	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 NeighbVtx 𝐵) = {𝐴, 𝐶} ↔ ({𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸)))
41		tprot 4682	. . . . 5 ⊢ {𝐶, 𝐴, 𝐵} = {𝐴, 𝐵, 𝐶}
42	33, 41	eqtr4di 2797	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑉 = {𝐶, 𝐴, 𝐵})
43		3anrot 1098	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ 𝑍 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌) ↔ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍))
44	34, 43	sylibr 233	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐶 ∈ 𝑍 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌))
45	30, 31, 32, 42, 44	nb3grprlem1 27650	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 NeighbVtx 𝐶) = {𝐴, 𝐵} ↔ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
46	35, 40, 45	3anbi123d 1434	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝐺 NeighbVtx 𝐴) = {𝐵, 𝐶} ∧ (𝐺 NeighbVtx 𝐵) = {𝐴, 𝐶} ∧ (𝐺 NeighbVtx 𝐶) = {𝐴, 𝐵}) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))))
47	29, 46	bitr4d 281	1 ⊢ (𝜑 → (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ ((𝐺 NeighbVtx 𝐴) = {𝐵, 𝐶} ∧ (𝐺 NeighbVtx 𝐵) = {𝐴, 𝐶} ∧ (𝐺 NeighbVtx 𝐶) = {𝐴, 𝐵})))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2108   ≠ wne 2942  {cpr 4560  {ctp 4562  ‘cfv 6418  (class class class)co 7255  Vtxcvtx 27269  Edgcedg 27320  USGraphcusgr 27422   NeighbVtx cnbgr 27602

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-int 4877  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-2o 8268  df-oadd 8271  df-er 8456  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-dju 9590  df-card 9628  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-nn 11904  df-2 11966  df-n0 12164  df-xnn0 12236  df-z 12250  df-uz 12512  df-fz 13169  df-hash 13973  df-edg 27321  df-upgr 27355  df-umgr 27356  df-usgr 27424  df-nbgr 27603

This theorem is referenced by: (None)