Theorem nbgrel 27707

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 27702	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) → 𝑋 ∈ 𝑉)
3	2	pm4.71ri 561	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋)))
4		nbgrel.e	. . . . . . 7 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
5	1, 4	nbgrval 27703	. . . . . 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 4670	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → {𝑋, 𝑛} = {𝑋, 𝑁})
8	7	sseq1d 3952	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → ({𝑋, 𝑛} ⊆ 𝑒 ↔ {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒))
9	8	rexbidv 3226	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑛} ⊆ 𝑒 ↔ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒))
10	9	elrab 3624	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ {𝑛 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}) ∣ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑛} ⊆ 𝑒} ↔ (𝑁 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒))
11		eldifsn 4720	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (𝑉 ∖ {𝑋}) ↔ (𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋))
12	11	anbi1i 624	. . . . . 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 287	. . . 4 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑉 → (𝑁 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ ((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒)))
15	14	pm5.32i 575	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋)) ↔ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ ((𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋) ∧ ∃𝑒 ∈ 𝐸 {𝑋, 𝑁} ⊆ 𝑒)))
16		df-3an 1088	. . . 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 469	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ∧ 𝑁 ≠ 𝑋) ↔ (𝑋 ∈ 𝑉 ∧ (𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ≠ 𝑋)))
18		ancom 461	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ 𝑉) ↔ (𝑁 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉))
19	18	anbi1i 624	. . . . . 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 624	. . . 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 469	. . . 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 300	. . 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 396   ∧ w3a 1086   = wceq 1539   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2943  ∃wrex 3065  {crab 3068   ∖ cdif 3884   ⊆ wss 3887  {csn 4561  {cpr 4563  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275  Vtxcvtx 27366  Edgcedg 27417   NeighbVtx cnbgr 27699

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pr 5352  ax-un 7588

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-nul 4257  df-if 4460  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-id 5489  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fv 6441  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-nbgr 27700

This theorem is referenced by:  nbgrisvtx  27708  nbgr2vtx1edg  27717  nbuhgr2vtx1edgblem  27718  nbuhgr2vtx1edgb  27719  nbgrsym  27730  isuvtx  27762  iscplgredg  27784  cusgrexi  27810  structtocusgr  27813