Theorem pgnbgreunbgr 48287

Description: In a Petersen graph, two different neighbors of a vertex have exactly one common neighbor, which is the vertex itself. (Contributed by AV, 9-Nov-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
pgnbgreunbgr.g	⊢ 𝐺 = (5 gPetersenGr 2)
pgnbgreunbgr.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
pgnbgreunbgr.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
pgnbgreunbgr.n	⊢ 𝑁 = (𝐺 NeighbVtx 𝑋)

Assertion

Ref	Expression
pgnbgreunbgr	⊢ ((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) → ∃!𝑥 ∈ 𝑉 {{𝐾, 𝑥}, {𝑥, 𝐿}} ⊆ 𝐸)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐸   𝑥,𝐾   𝑥,𝐿   𝑥,𝑁   𝑥,𝑉   𝑥,𝑋

Allowed substitution hint:   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem pgnbgreunbgr

Dummy variables 𝑦 𝑏 𝑎 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		preq2 4688	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → {𝐾, 𝑥} = {𝐾, 𝑋})
2		preq1 4687	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → {𝑥, 𝐿} = {𝑋, 𝐿})
3	1, 2	preq12d 4695	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → {{𝐾, 𝑥}, {𝑥, 𝐿}} = {{𝐾, 𝑋}, {𝑋, 𝐿}})
4	3	sseq1d 3962	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → ({{𝐾, 𝑥}, {𝑥, 𝐿}} ⊆ 𝐸 ↔ {{𝐾, 𝑋}, {𝑋, 𝐿}} ⊆ 𝐸))
5		eqeq1 2737	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (𝑥 = 𝑦 ↔ 𝑋 = 𝑦))
6	5	imbi2d 340	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (({{𝐾, 𝑦}, {𝑦, 𝐿}} ⊆ 𝐸 → 𝑥 = 𝑦) ↔ ({{𝐾, 𝑦}, {𝑦, 𝐿}} ⊆ 𝐸 → 𝑋 = 𝑦)))
7	6	ralbidv 3156	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (∀𝑦 ∈ 𝑉 ({{𝐾, 𝑦}, {𝑦, 𝐿}} ⊆ 𝐸 → 𝑥 = 𝑦) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑉 ({{𝐾, 𝑦}, {𝑦, 𝐿}} ⊆ 𝐸 → 𝑋 = 𝑦)))
8	4, 7	anbi12d 632	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (({{𝐾, 𝑥}, {𝑥, 𝐿}} ⊆ 𝐸 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑉 ({{𝐾, 𝑦}, {𝑦, 𝐿}} ⊆ 𝐸 → 𝑥 = 𝑦)) ↔ ({{𝐾, 𝑋}, {𝑋, 𝐿}} ⊆ 𝐸 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑉 ({{𝐾, 𝑦}, {𝑦, 𝐿}} ⊆ 𝐸 → 𝑋 = 𝑦))))
9		pgnbgreunbgr.n	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑁 = (𝐺 NeighbVtx 𝑋)
10	9	eleq2i 2825	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 ∈ 𝑁 ↔ 𝐾 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋))
11	10	biimpi 216	. . . . . . 7 ⊢ (𝐾 ∈ 𝑁 → 𝐾 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋))
12	11	3ad2ant1 1133	. . . . . 6 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) → 𝐾 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋))
13		pgnbgreunbgr.g	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐺 = (5 gPetersenGr 2)
14		pgjsgr 48254	. . . . . . . 8 ⊢ (5 gPetersenGr 2) ∈ USGraph
15	13, 14	eqeltri 2829	. . . . . . 7 ⊢ 𝐺 ∈ USGraph
16		pgnbgreunbgr.e	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
17	16	nbusgreledg 29352	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺 ∈ USGraph → (𝐾 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ {𝐾, 𝑋} ∈ 𝐸))
18	15, 17	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ {𝐾, 𝑋} ∈ 𝐸)
19	12, 18	sylib 218	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) → {𝐾, 𝑋} ∈ 𝐸)
20		usgrumgr 29180	. . . . . 6 ⊢ (𝐺 ∈ USGraph → 𝐺 ∈ UMGraph)
21	15, 20	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ 𝐺 ∈ UMGraph
22	19, 21	jctil 519	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) → (𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐾, 𝑋} ∈ 𝐸))
23		pgnbgreunbgr.v	. . . . 5 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
24	23, 16	umgrpredgv 29139	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐾, 𝑋} ∈ 𝐸) → (𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉))
25		simpr 484	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → 𝑋 ∈ 𝑉)
26	22, 24, 25	3syl 18	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) → 𝑋 ∈ 𝑉)
27	9	eleq2i 2825	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐿 ∈ 𝑁 ↔ 𝐿 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋))
28	10, 27	anbi12i 628	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁) ↔ (𝐾 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ∧ 𝐿 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋)))
29	16	nbusgreledg 29352	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐺 ∈ USGraph → (𝐿 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ {𝐿, 𝑋} ∈ 𝐸))
30		prcom 4686	. . . . . . . . . . 11 ⊢ {𝐿, 𝑋} = {𝑋, 𝐿}
31	30	eleq1i 2824	. . . . . . . . . 10 ⊢ ({𝐿, 𝑋} ∈ 𝐸 ↔ {𝑋, 𝐿} ∈ 𝐸)
32	29, 31	bitrdi 287	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐺 ∈ USGraph → (𝐿 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ↔ {𝑋, 𝐿} ∈ 𝐸))
33	17, 32	anbi12d 632	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐺 ∈ USGraph → ((𝐾 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ∧ 𝐿 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋)) ↔ ({𝐾, 𝑋} ∈ 𝐸 ∧ {𝑋, 𝐿} ∈ 𝐸)))
34	15, 33	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐾 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋) ∧ 𝐿 ∈ (𝐺 NeighbVtx 𝑋)) ↔ ({𝐾, 𝑋} ∈ 𝐸 ∧ {𝑋, 𝐿} ∈ 𝐸))
35	28, 34	sylbb 219	. . . . . 6 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁) → ({𝐾, 𝑋} ∈ 𝐸 ∧ {𝑋, 𝐿} ∈ 𝐸))
36	35	3adant3 1132	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) → ({𝐾, 𝑋} ∈ 𝐸 ∧ {𝑋, 𝐿} ∈ 𝐸))
37		prssi 4774	. . . . 5 ⊢ (({𝐾, 𝑋} ∈ 𝐸 ∧ {𝑋, 𝐿} ∈ 𝐸) → {{𝐾, 𝑋}, {𝑋, 𝐿}} ⊆ 𝐸)
38	36, 37	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) → {{𝐾, 𝑋}, {𝑋, 𝐿}} ⊆ 𝐸)
39		prex 5379	. . . . . . 7 ⊢ {𝐾, 𝑦} ∈ V
40		prex 5379	. . . . . . 7 ⊢ {𝑦, 𝐿} ∈ V
41	39, 40	prss 4773	. . . . . 6 ⊢ (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) ↔ {{𝐾, 𝑦}, {𝑦, 𝐿}} ⊆ 𝐸)
42		5eluz3 12787	. . . . . . . . . 10 ⊢ 5 ∈ (ℤ≥‘3)
43		pglem 48253	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 ∈ (1..^(⌈‘(5 / 2)))
44		eqid 2733	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0..^5) = (0..^5)
45		eqid 2733	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (1..^(⌈‘(5 / 2))) = (1..^(⌈‘(5 / 2)))
46	44, 45, 13, 23	gpgvtxel 48209	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((5 ∈ (ℤ≥‘3) ∧ 2 ∈ (1..^(⌈‘(5 / 2)))) → (𝑦 ∈ 𝑉 ↔ ∃𝑎 ∈ {0, 1}∃𝑏 ∈ (0..^5)𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩))
47	42, 43, 46	mp2an 692	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ 𝑉 ↔ ∃𝑎 ∈ {0, 1}∃𝑏 ∈ (0..^5)𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩)
48	47	biimpi 216	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ 𝑉 → ∃𝑎 ∈ {0, 1}∃𝑏 ∈ (0..^5)𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩)
49	48	adantl 481	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → ∃𝑎 ∈ {0, 1}∃𝑏 ∈ (0..^5)𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩)
50		opeq1 4826	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑎 = 0 → ⟨𝑎, 𝑏⟩ = ⟨0, 𝑏⟩)
51	50	eqeq2d 2744	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑎 = 0 → (𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ ↔ 𝑦 = ⟨0, 𝑏⟩))
52	51	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑎 = 0 ∧ (((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) ∧ 𝑏 ∈ (0..^5))) → (𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ ↔ 𝑦 = ⟨0, 𝑏⟩))
53	13, 23, 16, 9	pgnbgreunbgrlem3 48280	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑏 ∈ (0..^5)) → (({𝐾, ⟨0, 𝑏⟩} ∈ 𝐸 ∧ {⟨0, 𝑏⟩, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = ⟨0, 𝑏⟩))
54	53	adantlr 715	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) ∧ 𝑏 ∈ (0..^5)) → (({𝐾, ⟨0, 𝑏⟩} ∈ 𝐸 ∧ {⟨0, 𝑏⟩, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = ⟨0, 𝑏⟩))
55		preq2 4688	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑦 = ⟨0, 𝑏⟩ → {𝐾, 𝑦} = {𝐾, ⟨0, 𝑏⟩})
56	55	eleq1d 2818	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑦 = ⟨0, 𝑏⟩ → ({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ↔ {𝐾, ⟨0, 𝑏⟩} ∈ 𝐸))
57		preq1 4687	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑦 = ⟨0, 𝑏⟩ → {𝑦, 𝐿} = {⟨0, 𝑏⟩, 𝐿})
58	57	eleq1d 2818	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑦 = ⟨0, 𝑏⟩ → ({𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸 ↔ {⟨0, 𝑏⟩, 𝐿} ∈ 𝐸))
59	56, 58	anbi12d 632	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑦 = ⟨0, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) ↔ ({𝐾, ⟨0, 𝑏⟩} ∈ 𝐸 ∧ {⟨0, 𝑏⟩, 𝐿} ∈ 𝐸)))
60		eqeq2 2745	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑦 = ⟨0, 𝑏⟩ → (𝑋 = 𝑦 ↔ 𝑋 = ⟨0, 𝑏⟩))
61	59, 60	imbi12d 344	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑦 = ⟨0, 𝑏⟩ → ((({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦) ↔ (({𝐾, ⟨0, 𝑏⟩} ∈ 𝐸 ∧ {⟨0, 𝑏⟩, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = ⟨0, 𝑏⟩)))
62	54, 61	syl5ibrcom 247	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) ∧ 𝑏 ∈ (0..^5)) → (𝑦 = ⟨0, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦)))
63	62	adantl 481	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑎 = 0 ∧ (((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) ∧ 𝑏 ∈ (0..^5))) → (𝑦 = ⟨0, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦)))
64	52, 63	sylbid 240	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑎 = 0 ∧ (((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) ∧ 𝑏 ∈ (0..^5))) → (𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦)))
65	64	ex 412	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑎 = 0 → ((((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) ∧ 𝑏 ∈ (0..^5)) → (𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦))))
66	13, 23, 16, 9	pgnbgreunbgrlem6 48286	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑏 ∈ (0..^5)) → (({𝐾, ⟨1, 𝑏⟩} ∈ 𝐸 ∧ {⟨1, 𝑏⟩, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = ⟨1, 𝑏⟩))
67	66	adantlr 715	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) ∧ 𝑏 ∈ (0..^5)) → (({𝐾, ⟨1, 𝑏⟩} ∈ 𝐸 ∧ {⟨1, 𝑏⟩, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = ⟨1, 𝑏⟩))
68		preq2 4688	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑦 = ⟨1, 𝑏⟩ → {𝐾, 𝑦} = {𝐾, ⟨1, 𝑏⟩})
69	68	eleq1d 2818	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑦 = ⟨1, 𝑏⟩ → ({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ↔ {𝐾, ⟨1, 𝑏⟩} ∈ 𝐸))
70		preq1 4687	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑦 = ⟨1, 𝑏⟩ → {𝑦, 𝐿} = {⟨1, 𝑏⟩, 𝐿})
71	70	eleq1d 2818	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑦 = ⟨1, 𝑏⟩ → ({𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸 ↔ {⟨1, 𝑏⟩, 𝐿} ∈ 𝐸))
72	69, 71	anbi12d 632	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑦 = ⟨1, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) ↔ ({𝐾, ⟨1, 𝑏⟩} ∈ 𝐸 ∧ {⟨1, 𝑏⟩, 𝐿} ∈ 𝐸)))
73		eqeq2 2745	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑦 = ⟨1, 𝑏⟩ → (𝑋 = 𝑦 ↔ 𝑋 = ⟨1, 𝑏⟩))
74	72, 73	imbi12d 344	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 = ⟨1, 𝑏⟩ → ((({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦) ↔ (({𝐾, ⟨1, 𝑏⟩} ∈ 𝐸 ∧ {⟨1, 𝑏⟩, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = ⟨1, 𝑏⟩)))
75	67, 74	syl5ibrcom 247	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) ∧ 𝑏 ∈ (0..^5)) → (𝑦 = ⟨1, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦)))
76		opeq1 4826	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑎 = 1 → ⟨𝑎, 𝑏⟩ = ⟨1, 𝑏⟩)
77	76	eqeq2d 2744	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑎 = 1 → (𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ ↔ 𝑦 = ⟨1, 𝑏⟩))
78	77	imbi1d 341	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑎 = 1 → ((𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦)) ↔ (𝑦 = ⟨1, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦))))
79	75, 78	imbitrrid 246	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑎 = 1 → ((((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) ∧ 𝑏 ∈ (0..^5)) → (𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦))))
80	65, 79	jaoi 857	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑎 = 0 ∨ 𝑎 = 1) → ((((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) ∧ 𝑏 ∈ (0..^5)) → (𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦))))
81	80	expd 415	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑎 = 0 ∨ 𝑎 = 1) → (((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (𝑏 ∈ (0..^5) → (𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦)))))
82		elpri 4601	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑎 ∈ {0, 1} → (𝑎 = 0 ∨ 𝑎 = 1))
83	81, 82	syl11 33	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (𝑎 ∈ {0, 1} → (𝑏 ∈ (0..^5) → (𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦)))))
84	83	impd 410	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → ((𝑎 ∈ {0, 1} ∧ 𝑏 ∈ (0..^5)) → (𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦))))
85	84	rexlimdvv 3189	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (∃𝑎 ∈ {0, 1}∃𝑏 ∈ (0..^5)𝑦 = ⟨𝑎, 𝑏⟩ → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦)))
86	49, 85	mpd 15	. . . . . 6 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → (({𝐾, 𝑦} ∈ 𝐸 ∧ {𝑦, 𝐿} ∈ 𝐸) → 𝑋 = 𝑦))
87	41, 86	biimtrrid 243	. . . . 5 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) ∧ 𝑦 ∈ 𝑉) → ({{𝐾, 𝑦}, {𝑦, 𝐿}} ⊆ 𝐸 → 𝑋 = 𝑦))
88	87	ralrimiva 3125	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) → ∀𝑦 ∈ 𝑉 ({{𝐾, 𝑦}, {𝑦, 𝐿}} ⊆ 𝐸 → 𝑋 = 𝑦))
89	38, 88	jca 511	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) → ({{𝐾, 𝑋}, {𝑋, 𝐿}} ⊆ 𝐸 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑉 ({{𝐾, 𝑦}, {𝑦, 𝐿}} ⊆ 𝐸 → 𝑋 = 𝑦)))
90	8, 26, 89	rspcedvdw 3576	. 2 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) → ∃𝑥 ∈ 𝑉 ({{𝐾, 𝑥}, {𝑥, 𝐿}} ⊆ 𝐸 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑉 ({{𝐾, 𝑦}, {𝑦, 𝐿}} ⊆ 𝐸 → 𝑥 = 𝑦)))
91		preq2 4688	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → {𝐾, 𝑥} = {𝐾, 𝑦})
92		preq1 4687	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → {𝑥, 𝐿} = {𝑦, 𝐿})
93	91, 92	preq12d 4695	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → {{𝐾, 𝑥}, {𝑥, 𝐿}} = {{𝐾, 𝑦}, {𝑦, 𝐿}})
94	93	sseq1d 3962	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ({{𝐾, 𝑥}, {𝑥, 𝐿}} ⊆ 𝐸 ↔ {{𝐾, 𝑦}, {𝑦, 𝐿}} ⊆ 𝐸))
95	94	reu8 3688	. 2 ⊢ (∃!𝑥 ∈ 𝑉 {{𝐾, 𝑥}, {𝑥, 𝐿}} ⊆ 𝐸 ↔ ∃𝑥 ∈ 𝑉 ({{𝐾, 𝑥}, {𝑥, 𝐿}} ⊆ 𝐸 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑉 ({{𝐾, 𝑦}, {𝑦, 𝐿}} ⊆ 𝐸 → 𝑥 = 𝑦)))
96	90, 95	sylibr 234	1 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝐿 ∈ 𝑁 ∧ 𝐾 ≠ 𝐿) → ∃!𝑥 ∈ 𝑉 {{𝐾, 𝑥}, {𝑥, 𝐿}} ⊆ 𝐸)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∨ wo 847   ∧ w3a 1086   = wceq 1541   ∈ wcel 2113   ≠ wne 2929  ∀wral 3048  ∃wrex 3057  ∃!wreu 3345   ⊆ wss 3898  {cpr 4579  ⟨cop 4583  ‘cfv 6489  (class class class)co 7355  0cc0 11017  1c1 11018   / cdiv 11785  2c2 12191  3c3 12192  5c5 12194  ℤ_≥cuz 12742  ..^cfzo 13561  ⌈cceil 13702  Vtxcvtx 28995  Edgcedg 29046  UMGraphcumgr 29080  USGraphcusgr 29148   NeighbVtx cnbgr 29331   gPetersenGr cgpg 48202

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2705  ax-rep 5221  ax-sep 5238  ax-nul 5248  ax-pow 5307  ax-pr 5374  ax-un 7677  ax-cnex 11073  ax-resscn 11074  ax-1cn 11075  ax-icn 11076  ax-addcl 11077  ax-addrcl 11078  ax-mulcl 11079  ax-mulrcl 11080  ax-mulcom 11081  ax-addass 11082  ax-mulass 11083  ax-distr 11084  ax-i2m1 11085  ax-1ne0 11086  ax-1rid 11087  ax-rnegex 11088  ax-rrecex 11089  ax-cnre 11090  ax-pre-lttri 11091  ax-pre-lttrn 11092  ax-pre-ltadd 11093  ax-pre-mulgt0 11094  ax-pre-sup 11095

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2725  df-clel 2808  df-nfc 2882  df-ne 2930  df-nel 3034  df-ral 3049  df-rex 3058  df-rmo 3347  df-reu 3348  df-rab 3397  df-v 3439  df-sbc 3738  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-pss 3918  df-nul 4283  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-tp 4582  df-op 4584  df-uni 4861  df-int 4900  df-iun 4945  df-br 5096  df-opab 5158  df-mpt 5177  df-tr 5203  df-id 5516  df-eprel 5521  df-po 5529  df-so 5530  df-fr 5574  df-we 5576  df-xp 5627  df-rel 5628  df-cnv 5629  df-co 5630  df-dm 5631  df-rn 5632  df-res 5633  df-ima 5634  df-pred 6256  df-ord 6317  df-on 6318  df-lim 6319  df-suc 6320  df-iota 6445  df-fun 6491  df-fn 6492  df-f 6493  df-f1 6494  df-fo 6495  df-f1o 6496  df-fv 6497  df-riota 7312  df-ov 7358  df-oprab 7359  df-mpo 7360  df-om 7806  df-1st 7930  df-2nd 7931  df-frecs 8220  df-wrecs 8251  df-recs 8300  df-rdg 8338  df-1o 8394  df-2o 8395  df-oadd 8398  df-er 8631  df-en 8880  df-dom 8881  df-sdom 8882  df-fin 8883  df-sup 9337  df-inf 9338  df-dju 9805  df-card 9843  df-pnf 11159  df-mnf 11160  df-xr 11161  df-ltxr 11162  df-le 11163  df-sub 11357  df-neg 11358  df-div 11786  df-nn 12137  df-2 12199  df-3 12200  df-4 12201  df-5 12202  df-6 12203  df-7 12204  df-8 12205  df-9 12206  df-n0 12393  df-xnn0 12466  df-z 12480  df-dec 12599  df-uz 12743  df-rp 12897  df-ico 13258  df-fz 13415  df-fzo 13562  df-fl 13703  df-ceil 13704  df-mod 13781  df-seq 13916  df-exp 13976  df-hash 14245  df-cj 15013  df-re 15014  df-im 15015  df-sqrt 15149  df-abs 15150  df-dvds 16171  df-struct 17065  df-slot 17100  df-ndx 17112  df-base 17128  df-edgf 28988  df-vtx 28997  df-iedg 28998  df-edg 29047  df-upgr 29081  df-umgr 29082  df-usgr 29150  df-nbgr 29332  df-gpg 48203

This theorem is referenced by:  pgn4cyclex  48288