Theorem nbusgrvtxm1 29840

Description: If the number of neighbors of a vertex in a finite simple graph is the number of vertices of the graph minus 1, each vertex except the first mentioned vertex is a neighbor of this vertex. (Contributed by Alexander van der Vekens, 14-Jul-2018.) (Revised by AV, 16-Dec-2020.)

Hypothesis

Ref	Expression
hashnbusgrnn0.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
nbusgrvtxm1	⊢ ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉) → ((♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) = ((♯‘𝑉) − 1) → ((𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈) → 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈))))

Proof of Theorem nbusgrvtxm1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ax-1 6	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) → ((𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈) → 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈)))
2	1	2a1d 27	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) → ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉) → ((♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) = ((♯‘𝑉) − 1) → ((𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈) → 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈)))))
3		simpr 490	. . . . . . . 8 ⊢ ((¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ∧ (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉)) → (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉))
4	3	adantr 486	. . . . . . 7 ⊢ (((¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ∧ (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉)) ∧ (𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈)) → (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉))
5		simprl 783	. . . . . . 7 ⊢ (((¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ∧ (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉)) ∧ (𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈)) → 𝑀 ∈ 𝑉)
6		simpr 490	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈) → 𝑀 ≠ 𝑈)
7	6	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ (((¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ∧ (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉)) ∧ (𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈)) → 𝑀 ≠ 𝑈)
8		df-nel 3062	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑀 ∉ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ↔ ¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈))
9	8	biranri 511	. . . . . . . 8 ⊢ ((¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ∧ (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉)) → 𝑀 ∉ (𝐺 NeighbVtx 𝑈))
10	9	adantr 486	. . . . . . 7 ⊢ (((¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ∧ (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉)) ∧ (𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈)) → 𝑀 ∉ (𝐺 NeighbVtx 𝑈))
11		hashnbusgrnn0.v	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
12	11	nbfusgrlevtxm2 29839	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉) ∧ (𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈 ∧ 𝑀 ∉ (𝐺 NeighbVtx 𝑈))) → (♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) ≤ ((♯‘𝑉) − 2))
13	4, 5, 7, 10, 12	syl13anc 1399	. . . . . 6 ⊢ (((¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ∧ (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉)) ∧ (𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈)) → (♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) ≤ ((♯‘𝑉) − 2))
14		breq1 5106	. . . . . . . . 9 ⊢ ((♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) = ((♯‘𝑉) − 1) → ((♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) ≤ ((♯‘𝑉) − 2) ↔ ((♯‘𝑉) − 1) ≤ ((♯‘𝑉) − 2)))
15	14	adantl 487	. . . . . . . 8 ⊢ ((((¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ∧ (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉)) ∧ (𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈)) ∧ (♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) = ((♯‘𝑉) − 1)) → ((♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) ≤ ((♯‘𝑉) − 2) ↔ ((♯‘𝑉) − 1) ≤ ((♯‘𝑉) − 2)))
16	11	fusgrvtxfi 29780	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐺 ∈ FinUSGraph → 𝑉 ∈ Fin)
17		hashcl 14421	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑉 ∈ Fin → (♯‘𝑉) ∈ ℕ0)
18		nn0re 12538	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℕ0 → (♯‘𝑉) ∈ ℝ)
19		1red 11234	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → 1 ∈ ℝ)
20		2re 12340	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 2 ∈ ℝ
21	20	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → 2 ∈ ℝ)
22		id 23	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → (♯‘𝑉) ∈ ℝ)
23		1lt2 12438	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 1 < 2
24	23	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → 1 < 2)
25	19, 21, 22, 24	ltsub2dd 11852	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → ((♯‘𝑉) − 2) < ((♯‘𝑉) − 1))
26	22, 21	resubcld 11667	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → ((♯‘𝑉) − 2) ∈ ℝ)
27		peano2rem 11550	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → ((♯‘𝑉) − 1) ∈ ℝ)
28	26, 27	ltnled 11382	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → (((♯‘𝑉) − 2) < ((♯‘𝑉) − 1) ↔ ¬ ((♯‘𝑉) − 1) ≤ ((♯‘𝑉) − 2)))
29	25, 28	mpbid 235	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → ¬ ((♯‘𝑉) − 1) ≤ ((♯‘𝑉) − 2))
30	16, 17, 18, 29	4syl 20	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐺 ∈ FinUSGraph → ¬ ((♯‘𝑉) − 1) ≤ ((♯‘𝑉) − 2))
31	30	pm2.21d 122	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐺 ∈ FinUSGraph → (((♯‘𝑉) − 1) ≤ ((♯‘𝑉) − 2) → 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈)))
32	31	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉) → (((♯‘𝑉) − 1) ≤ ((♯‘𝑉) − 2) → 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈)))
33	32	ad3antlr 744	. . . . . . . 8 ⊢ ((((¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ∧ (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉)) ∧ (𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈)) ∧ (♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) = ((♯‘𝑉) − 1)) → (((♯‘𝑉) − 1) ≤ ((♯‘𝑉) − 2) → 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈)))
34	15, 33	sylbid 243	. . . . . . 7 ⊢ ((((¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ∧ (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉)) ∧ (𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈)) ∧ (♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) = ((♯‘𝑉) − 1)) → ((♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) ≤ ((♯‘𝑉) − 2) → 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈)))
35	34	ex 418	. . . . . 6 ⊢ (((¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ∧ (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉)) ∧ (𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈)) → ((♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) = ((♯‘𝑉) − 1) → ((♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) ≤ ((♯‘𝑉) − 2) → 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈))))
36	13, 35	mpid 45	. . . . 5 ⊢ (((¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ∧ (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉)) ∧ (𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈)) → ((♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) = ((♯‘𝑉) − 1) → 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈)))
37	36	ex 418	. . . 4 ⊢ ((¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ∧ (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉)) → ((𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈) → ((♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) = ((♯‘𝑉) − 1) → 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈))))
38	37	com23 87	. . 3 ⊢ ((¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) ∧ (𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉)) → ((♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) = ((♯‘𝑉) − 1) → ((𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈) → 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈))))
39	38	ex 418	. 2 ⊢ (¬ 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈) → ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉) → ((♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) = ((♯‘𝑉) − 1) → ((𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈) → 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈)))))
40	2, 39	pm2.61i 184	1 ⊢ ((𝐺 ∈ FinUSGraph ∧ 𝑈 ∈ 𝑉) → ((♯‘(𝐺 NeighbVtx 𝑈)) = ((♯‘𝑉) − 1) → ((𝑀 ∈ 𝑉 ∧ 𝑀 ≠ 𝑈) → 𝑀 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑈))))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2955   ∉ wnel 3061   class class class wbr 5103  ‘cfv 6533  (class class class)co 7414  Fincfn 8953  ℝcr 11124  1c1 11126   < clt 11268   ≤ cle 11269   − cmin 11466  2c2 12320  ℕ₀cn0 12529  ♯chash 14395  Vtxcvtx 29454  FinUSGraphcfusgr 29777   NeighbVtx cnbgr 29793

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-cnex 11181  ax-resscn 11182  ax-1cn 11183  ax-icn 11184  ax-addcl 11185  ax-addrcl 11186  ax-mulcl 11187  ax-mulrcl 11188  ax-mulcom 11189  ax-addass 11190  ax-mulass 11191  ax-distr 11192  ax-i2m1 11193  ax-1ne0 11194  ax-1rid 11195  ax-rnegex 11196  ax-rrecex 11197  ax-cnre 11198  ax-pre-lttri 11199  ax-pre-lttrn 11200  ax-pre-ltadd 11201  ax-pre-mulgt0 11202

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8456  df-oadd 8460  df-er 8697  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-fin 8957  df-dju 9907  df-card 9945  df-pnf 11270  df-mnf 11271  df-xr 11272  df-ltxr 11273  df-le 11274  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12259  df-2 12328  df-n0 12530  df-xnn0 12603  df-z 12617  df-uz 12889  df-fz 13563  df-hash 14396  df-fusgr 29778  df-nbgr 29794

This theorem is used by:  nbusgrvtxm1uvtx  29866