Theorem nb3grpr2 27165

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 1093	. . . . 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 4668	. . . . . . . . . 10 ⊢ {𝐶, 𝐴} = {𝐴, 𝐶}
4	3	eleq1i 2903	. . . . . . . . 9 ⊢ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ↔ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸)
5	4	biimpi 218	. . . . . . . 8 ⊢ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 → {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸)
6	5	pm4.71i 562	. . . . . . 7 ⊢ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ↔ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸))
7	6	bianass 640	. . . . . 6 ⊢ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸))
8	7	anbi1i 625	. . . . 5 ⊢ ((({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ↔ ((({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸))
9		anass 471	. . . . 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 277	. . . 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	syl6bb 289	. . 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 4668	. . . . . . . . . 10 ⊢ {𝐴, 𝐵} = {𝐵, 𝐴}
13	12	eleq1i 2903	. . . . . . . . 9 ⊢ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ↔ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸)
14	13	biimpi 218	. . . . . . . 8 ⊢ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 → {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸)
15	14	pm4.71i 562	. . . . . . 7 ⊢ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ↔ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸))
16	15	anbi1i 625	. . . . . 6 ⊢ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸))
17		df-3an 1085	. . . . . 6 ⊢ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸))
18	16, 17	bitr4i 280	. . . . 5 ⊢ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸))
19		prcom 4668	. . . . . . . . . 10 ⊢ {𝐵, 𝐶} = {𝐶, 𝐵}
20	19	eleq1i 2903	. . . . . . . . 9 ⊢ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ↔ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)
21	20	biimpi 218	. . . . . . . 8 ⊢ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 → {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)
22	21	pm4.71i 562	. . . . . . 7 ⊢ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ↔ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))
23	22	anbi2i 624	. . . . . 6 ⊢ (({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ↔ ({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
24		3anass 1091	. . . . . 6 ⊢ (({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸) ↔ ({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
25	23, 24	bitr4i 280	. . . . 5 ⊢ (({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ↔ ({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))
26	18, 25	anbi12i 628	. . . 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 1441	. . . 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 277	. . 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	syl6bb 289	. 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 27162	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 NeighbVtx 𝐴) = {𝐵, 𝐶} ↔ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸)))
36		tpcoma 4686	. . . . 5 ⊢ {𝐴, 𝐵, 𝐶} = {𝐵, 𝐴, 𝐶}
37	33, 36	syl6eq 2872	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑉 = {𝐵, 𝐴, 𝐶})
38		3ancoma 1094	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍) ↔ (𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍))
39	34, 38	sylib 220	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍))
40	30, 31, 32, 37, 39	nb3grprlem1 27162	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 NeighbVtx 𝐵) = {𝐴, 𝐶} ↔ ({𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸)))
41		tprot 4685	. . . . 5 ⊢ {𝐶, 𝐴, 𝐵} = {𝐴, 𝐵, 𝐶}
42	33, 41	syl6eqr 2874	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑉 = {𝐶, 𝐴, 𝐵})
43		3anrot 1096	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ 𝑍 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌) ↔ (𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌 ∧ 𝐶 ∈ 𝑍))
44	34, 43	sylibr 236	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐶 ∈ 𝑍 ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑌))
45	30, 31, 32, 42, 44	nb3grprlem1 27162	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 NeighbVtx 𝐶) = {𝐴, 𝐵} ↔ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
46	35, 40, 45	3anbi123d 1432	. 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 284	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 208   ∧ wa 398   ∧ w3a 1083   = wceq 1537   ∈ wcel 2114   ≠ wne 3016  {cpr 4569  {ctp 4571  ‘cfv 6355  (class class class)co 7156  Vtxcvtx 26781  Edgcedg 26832  USGraphcusgr 26934   NeighbVtx cnbgr 27114

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2793  ax-rep 5190  ax-sep 5203  ax-nul 5210  ax-pow 5266  ax-pr 5330  ax-un 7461  ax-cnex 10593  ax-resscn 10594  ax-1cn 10595  ax-icn 10596  ax-addcl 10597  ax-addrcl 10598  ax-mulcl 10599  ax-mulrcl 10600  ax-mulcom 10601  ax-addass 10602  ax-mulass 10603  ax-distr 10604  ax-i2m1 10605  ax-1ne0 10606  ax-1rid 10607  ax-rnegex 10608  ax-rrecex 10609  ax-cnre 10610  ax-pre-lttri 10611  ax-pre-lttrn 10612  ax-pre-ltadd 10613  ax-pre-mulgt0 10614

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4839  df-int 4877  df-iun 4921  df-br 5067  df-opab 5129  df-mpt 5147  df-tr 5173  df-id 5460  df-eprel 5465  df-po 5474  df-so 5475  df-fr 5514  df-we 5516  df-xp 5561  df-rel 5562  df-cnv 5563  df-co 5564  df-dm 5565  df-rn 5566  df-res 5567  df-ima 5568  df-pred 6148  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6314  df-fun 6357  df-fn 6358  df-f 6359  df-f1 6360  df-fo 6361  df-f1o 6362  df-fv 6363  df-riota 7114  df-ov 7159  df-oprab 7160  df-mpo 7161  df-om 7581  df-1st 7689  df-2nd 7690  df-wrecs 7947  df-recs 8008  df-rdg 8046  df-1o 8102  df-2o 8103  df-oadd 8106  df-er 8289  df-en 8510  df-dom 8511  df-sdom 8512  df-fin 8513  df-dju 9330  df-card 9368  df-pnf 10677  df-mnf 10678  df-xr 10679  df-ltxr 10680  df-le 10681  df-sub 10872  df-neg 10873  df-nn 11639  df-2 11701  df-n0 11899  df-xnn0 11969  df-z 11983  df-uz 12245  df-fz 12894  df-hash 13692  df-edg 26833  df-upgr 26867  df-umgr 26868  df-usgr 26936  df-nbgr 27115

This theorem is referenced by: (None)