Theorem nbusgrvtxm1 29969

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 29968	. . . . . . 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 5105	. . . . . . . . 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 29909	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐺 ∈ FinUSGraph → 𝑉 ∈ Fin)
17		hashcl 14507	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑉 ∈ Fin → (♯‘𝑉) ∈ ℕ0)
18		nn0re 12622	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℕ0 → (♯‘𝑉) ∈ ℝ)
19		1red 11316	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → 1 ∈ ℝ)
20		2re 12424	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 2 ∈ ℝ
21	20	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → 2 ∈ ℝ)
22		id 23	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → (♯‘𝑉) ∈ ℝ)
23		1lt2 12522	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 1 < 2
24	23	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → 1 < 2)
25	19, 21, 22, 24	ltsub2dd 11936	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → ((♯‘𝑉) − 2) < ((♯‘𝑉) − 1))
26	22, 21	resubcld 11751	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → ((♯‘𝑉) − 2) ∈ ℝ)
27		peano2rem 11632	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((♯‘𝑉) ∈ ℝ → ((♯‘𝑉) − 1) ∈ ℝ)
28	26, 27	ltnled 11464	. . . . . . . . . . . . 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 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955   ∉ wnel 3061   class class class wbr 5102  ‘cfv 6543  (class class class)co 7424  Fincfn 8981  ℝcr 11206  1c1 11208   < clt 11350   ≤ cle 11351   − cmin 11548  2c2 12404  ℕ₀cn0 12613  ♯chash 14481  Vtxcvtx 29583  FinUSGraphcfusgr 29906   NeighbVtx cnbgr 29922

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7755  ax-cnex 11263  ax-resscn 11264  ax-1cn 11265  ax-icn 11266  ax-addcl 11267  ax-addrcl 11268  ax-mulcl 11269  ax-mulrcl 11270  ax-mulcom 11271  ax-addass 11272  ax-mulass 11273  ax-distr 11274  ax-i2m1 11275  ax-1ne0 11276  ax-1rid 11277  ax-rnegex 11278  ax-rrecex 11279  ax-cnre 11280  ax-pre-lttri 11281  ax-pre-lttrn 11282  ax-pre-ltadd 11283  ax-pre-mulgt0 11284

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  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 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6307  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6497  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7381  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-om 7882  df-1st 8005  df-2nd 8006  df-frecs 8307  df-wrecs 8338  df-recs 8387  df-rdg 8426  df-1o 8484  df-oadd 8488  df-er 8725  df-en 8982  df-dom 8983  df-sdom 8984  df-fin 8985  df-dju 9989  df-card 10027  df-pnf 11352  df-mnf 11353  df-xr 11354  df-ltxr 11355  df-le 11356  df-sub 11550  df-neg 11551  df-nn 12343  df-2 12412  df-n0 12614  df-xnn0 12687  df-z 12701  df-uz 12973  df-fz 13647  df-hash 14482  df-fusgr 29907  df-nbgr 29923

This theorem is used by:  nbusgrvtxm1uvtx  29995