Theorem nb3grpr2 29541

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 1107	. . . . 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 4688	. . . . . . . . . 10 ⊢ {𝐶, 𝐴} = {𝐴, 𝐶}
4	3	eleq1i 2852	. . . . . . . . 9 ⊢ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ↔ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸)
5	4	biimpi 218	. . . . . . . 8 ⊢ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 → {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸)
6	5	pm4.71i 567	. . . . . . 7 ⊢ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ↔ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸))
7	6	bianass 652	. . . . . 6 ⊢ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸))
8	7	anbi1i 633	. . . . 5 ⊢ ((({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ↔ ((({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸))
9		anass 472	. . . . 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	bitrdi 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 4688	. . . . . . . . . 10 ⊢ {𝐴, 𝐵} = {𝐵, 𝐴}
13	12	eleq1i 2852	. . . . . . . . 9 ⊢ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ↔ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸)
14	13	biimpi 218	. . . . . . . 8 ⊢ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 → {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸)
15	14	pm4.71i 567	. . . . . . 7 ⊢ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ↔ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸))
16	15	anbi1i 633	. . . . . 6 ⊢ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) ↔ (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸) ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸))
17		df-3an 1099	. . . . . 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 4688	. . . . . . . . . 10 ⊢ {𝐵, 𝐶} = {𝐶, 𝐵}
20	19	eleq1i 2852	. . . . . . . . 9 ⊢ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ↔ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)
21	20	biimpi 218	. . . . . . . 8 ⊢ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 → {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)
22	21	pm4.71i 567	. . . . . . 7 ⊢ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ↔ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸))
23	22	anbi2i 632	. . . . . 6 ⊢ (({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ↔ ({𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ ({𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
24		3anass 1105	. . . . . 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 637	. . . 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 1465	. . . 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	bitrdi 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 29538	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 NeighbVtx 𝐴) = {𝐵, 𝐶} ↔ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸)))
36		tpcoma 4706	. . . . 5 ⊢ {𝐴, 𝐵, 𝐶} = {𝐵, 𝐴, 𝐶}
37	33, 36	eqtrdi 2812	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑉 = {𝐵, 𝐴, 𝐶})
38		3ancoma 1109	. . . . 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 29538	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 NeighbVtx 𝐵) = {𝐴, 𝐶} ↔ ({𝐵, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸)))
41		tprot 4705	. . . . 5 ⊢ {𝐶, 𝐴, 𝐵} = {𝐴, 𝐵, 𝐶}
42	33, 41	eqtr4di 2814	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑉 = {𝐶, 𝐴, 𝐵})
43		3anrot 1111	. . . . 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 29538	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 NeighbVtx 𝐶) = {𝐴, 𝐵} ↔ ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐵} ∈ 𝐸)))
46	35, 40, 45	3anbi123d 1456	. 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 399   ∧ w3a 1097   = wceq 1559   ∈ wcel 2141   ≠ wne 2956  {cpr 4581  {ctp 4583  ‘cfv 6516  (class class class)co 7391  Vtxcvtx 29154  Edgcedg 29205  USGraphcusgr 29307   NeighbVtx cnbgr 29490

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5319  ax-pr 5387  ax-un 7713  ax-cnex 11123  ax-resscn 11124  ax-1cn 11125  ax-icn 11126  ax-addcl 11127  ax-addrcl 11128  ax-mulcl 11129  ax-mulrcl 11130  ax-mulcom 11131  ax-addass 11132  ax-mulass 11133  ax-distr 11134  ax-i2m1 11135  ax-1ne0 11136  ax-1rid 11137  ax-rnegex 11138  ax-rrecex 11139  ax-cnre 11140  ax-pre-lttri 11141  ax-pre-lttrn 11142  ax-pre-ltadd 11143  ax-pre-mulgt0 11144

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1098  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4284  df-if 4478  df-pw 4554  df-sn 4580  df-pr 4582  df-tp 4584  df-op 4586  df-uni 4863  df-int 4903  df-iun 4948  df-br 5098  df-opab 5160  df-mpt 5179  df-tr 5205  df-id 5538  df-eprel 5543  df-po 5551  df-so 5552  df-fr 5596  df-we 5598  df-xp 5649  df-rel 5650  df-cnv 5651  df-co 5652  df-dm 5653  df-rn 5654  df-res 5655  df-ima 5656  df-pred 6283  df-ord 6344  df-on 6345  df-lim 6346  df-suc 6347  df-iota 6472  df-fun 6518  df-fn 6519  df-f 6520  df-f1 6521  df-fo 6522  df-f1o 6523  df-fv 6524  df-riota 7348  df-ov 7394  df-oprab 7395  df-mpo 7396  df-om 7842  df-1st 7965  df-2nd 7966  df-frecs 8256  df-wrecs 8287  df-recs 8336  df-rdg 8375  df-1o 8431  df-2o 8432  df-oadd 8435  df-er 8672  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-fin 8925  df-dju 9853  df-card 9891  df-pnf 11212  df-mnf 11213  df-xr 11214  df-ltxr 11215  df-le 11216  df-sub 11410  df-neg 11411  df-nn 12205  df-2 12274  df-n0 12476  df-xnn0 12549  df-z 12563  df-uz 12834  df-fz 13507  df-hash 14338  df-edg 29206  df-upgr 29240  df-umgr 29241  df-usgr 29309  df-nbgr 29491

This theorem is referenced by: (None)