Theorem nbgrel 27610

Description: Characterization of a neighbor 𝑁 of a vertex 𝑋 in a graph 𝐺. (Contributed by Alexander van der Vekens and Mario Carneiro, 9-Oct-2017.) (Revised by AV, 26-Oct-2020.) (Revised by AV, 12-Feb-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
nbgrel.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
nbgrel.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
nbgrel	⊢ (𝑁 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ ((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ 𝑁 ≠ 𝑋 ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒))

Distinct variable groups:   𝑒,𝐸   𝑒,𝐺   𝑒,𝑁   𝑒,𝑋   𝑒,𝑉

Proof of Theorem nbgrel

Dummy variable 𝑛 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nbgrel.v	. . . 4 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2	1	nbgrcl 27605	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) → 𝑋 ∈ 𝑉)
3	2	pm4.71ri 560	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋)))
4		nbgrel.e	. . . . . . 7 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
5	1, 4	nbgrval 27606	. . . . . 6 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑉 → (𝐺 NeighbVtx 𝑋) = {𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}) ∣ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑛} ⊆ 𝑒})
6	5	eleq2d 2824	. . . . 5 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑉 → (𝑁 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ 𝑁 ∈ {𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}) ∣ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑛} ⊆ 𝑒}))
7		preq2 4667	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → {𝑋, 𝑛} = {𝑋, 𝑁})
8	7	sseq1d 3948	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → ({𝑋, 𝑛} ⊆ 𝑒 ↔ {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒))
9	8	rexbidv 3225	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑛} ⊆ 𝑒 ↔ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒))
10	9	elrab 3617	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ {𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}) ∣ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑛} ⊆ 𝑒} ↔ (𝑁 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒))
11		eldifsn 4717	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}) ↔ (𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋))
12	11	anbi1i 623	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒) ↔ ((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒))
13	10, 12	bitri 274	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ {𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}) ∣ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑛} ⊆ 𝑒} ↔ ((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒))
14	6, 13	bitrdi 286	. . . 4 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑉 → (𝑁 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ ((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒)))
15	14	pm5.32i 574	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋)) ↔ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ ((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒)))
16		df-3an 1087	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ 𝑁 ≠ 𝑋 ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒) ↔ (((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ 𝑁 ≠ 𝑋) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒))
17		anass 468	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ 𝑁 ≠ 𝑋) ↔ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ (𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋)))
18		ancom 460	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ↔ (𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉))
19	18	anbi1i 623	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ 𝑁 ≠ 𝑋) ↔ ((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ 𝑁 ≠ 𝑋))
20	17, 19	bitr3i 276	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ (𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋)) ↔ ((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ 𝑁 ≠ 𝑋))
21	20	anbi1i 623	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ (𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋)) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒) ↔ (((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ 𝑁 ≠ 𝑋) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒))
22		anass 468	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ (𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋)) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒) ↔ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ ((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒)))
23	16, 21, 22	3bitr2ri 299	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ ((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒)) ↔ ((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ 𝑁 ≠ 𝑋 ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒))
24	15, 23	bitri 274	. 2 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋)) ↔ ((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ 𝑁 ≠ 𝑋 ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒))
25	3, 24	bitri 274	1 ⊢ (𝑁 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ ((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) ∧ 𝑁 ≠ 𝑋 ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒))

Syntax hints:   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2108   ≠ wne 2942  ∃wrex 3064  {crab 3067   ∖ cdif 3880   ⊆ wss 3883  {csn 4558  {cpr 4560  ‘cfv 6418  (class class class)co 7255  Vtxcvtx 27269  Edgcedg 27320   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-pr 5347  ax-un 7566

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  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-ral 3068  df-rex 3069  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-nul 4254  df-if 4457  df-sn 4559  df-pr 4561  df-op 4565  df-uni 4837  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-id 5480  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-iota 6376  df-fun 6420  df-fv 6426  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-nbgr 27603

This theorem is referenced by:  nbgrisvtx  27611  nbgr2vtx1edg  27620  nbuhgr2vtx1edgblem  27621  nbuhgr2vtx1edgb  27622  nbgrsym  27633  isuvtx  27665  iscplgredg  27687  cusgrexi  27713  structtocusgr  27716