Theorem umgr2edg1 29280

Description: If a vertex is adjacent to two different vertices in a multigraph, there is not only one edge starting at this vertex. (Contributed by Alexander van der Vekens, 10-Dec-2017.) (Revised by AV, 8-Jun-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
usgrf1oedg.i	⊢ 𝐼 = (iEdg‘𝐺)
usgrf1oedg.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
umgr2edg1	⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)) → ¬ ∃!𝑥 ∈ dom 𝐼 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐺   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐼   𝑥,𝑁

Allowed substitution hint:   𝐸(𝑥)

Proof of Theorem umgr2edg1

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		usgrf1oedg.i	. . . . . 6 ⊢ 𝐼 = (iEdg‘𝐺)
2		usgrf1oedg.e	. . . . . 6 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
3	1, 2	umgr2edg 29278	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)) → ∃𝑥 ∈ dom 𝐼∃𝑦 ∈ dom 𝐼(𝑥 ≠ 𝑦 ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)))
4		3anrot 1100	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ≠ 𝑦 ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) ↔ (𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦) ∧ 𝑥 ≠ 𝑦))
5		df-ne 2933	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ≠ 𝑦 ↔ ¬ 𝑥 = 𝑦)
6	5	3anbi3i 1160	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦) ∧ 𝑥 ≠ 𝑦) ↔ (𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦) ∧ ¬ 𝑥 = 𝑦))
7	4, 6	bitri 275	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ≠ 𝑦 ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) ↔ (𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦) ∧ ¬ 𝑥 = 𝑦))
8		df-3an 1089	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦) ∧ ¬ 𝑥 = 𝑦) ↔ ((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝑦))
9	7, 8	bitri 275	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ≠ 𝑦 ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) ↔ ((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝑦))
10	9	2rexbii 3113	. . . . 5 ⊢ (∃𝑥 ∈ dom 𝐼∃𝑦 ∈ dom 𝐼(𝑥 ≠ 𝑦 ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) ↔ ∃𝑥 ∈ dom 𝐼∃𝑦 ∈ dom 𝐼((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝑦))
11	3, 10	sylib 218	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)) → ∃𝑥 ∈ dom 𝐼∃𝑦 ∈ dom 𝐼((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝑦))
12		rexanali 3091	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑦 ∈ dom 𝐼((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝑦) ↔ ¬ ∀𝑦 ∈ dom 𝐼((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) → 𝑥 = 𝑦))
13	12	rexbii 3084	. . . . 5 ⊢ (∃𝑥 ∈ dom 𝐼∃𝑦 ∈ dom 𝐼((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝑦) ↔ ∃𝑥 ∈ dom 𝐼 ¬ ∀𝑦 ∈ dom 𝐼((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) → 𝑥 = 𝑦))
14		rexnal 3089	. . . . 5 ⊢ (∃𝑥 ∈ dom 𝐼 ¬ ∀𝑦 ∈ dom 𝐼((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) → 𝑥 = 𝑦) ↔ ¬ ∀𝑥 ∈ dom 𝐼∀𝑦 ∈ dom 𝐼((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) → 𝑥 = 𝑦))
15	13, 14	bitri 275	. . . 4 ⊢ (∃𝑥 ∈ dom 𝐼∃𝑦 ∈ dom 𝐼((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) ∧ ¬ 𝑥 = 𝑦) ↔ ¬ ∀𝑥 ∈ dom 𝐼∀𝑦 ∈ dom 𝐼((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) → 𝑥 = 𝑦))
16	11, 15	sylib 218	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)) → ¬ ∀𝑥 ∈ dom 𝐼∀𝑦 ∈ dom 𝐼((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) → 𝑥 = 𝑦))
17	16	intnand 488	. 2 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)) → ¬ (∃𝑥 ∈ dom 𝐼 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ ∀𝑥 ∈ dom 𝐼∀𝑦 ∈ dom 𝐼((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) → 𝑥 = 𝑦)))
18		fveq2 6840	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐼‘𝑥) = (𝐼‘𝑦))
19	18	eleq2d 2822	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ↔ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)))
20	19	reu4 3677	. 2 ⊢ (∃!𝑥 ∈ dom 𝐼 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ↔ (∃𝑥 ∈ dom 𝐼 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ ∀𝑥 ∈ dom 𝐼∀𝑦 ∈ dom 𝐼((𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥) ∧ 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑦)) → 𝑥 = 𝑦)))
21	17, 20	sylnibr 329	1 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)) → ¬ ∃!𝑥 ∈ dom 𝐼 𝑁 ∈ (𝐼‘𝑥))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2932  ∀wral 3051  ∃wrex 3061  ∃!wreu 3340  {cpr 4569  dom cdm 5631  ‘cfv 6498  iEdgciedg 29066  Edgcedg 29116  UMGraphcumgr 29150

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3062  df-rmo 3342  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4851  df-int 4890  df-iun 4935  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-oadd 8409  df-er 8643  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-fin 8897  df-dju 9825  df-card 9863  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-nn 12175  df-2 12244  df-n0 12438  df-z 12525  df-uz 12789  df-fz 13462  df-hash 14293  df-edg 29117  df-uhgr 29127  df-upgr 29151  df-umgr 29152

This theorem is referenced by:  usgr2edg1  29281