Theorem umgr2wlkon 30006

Description: For each pair of adjacent edges in a multigraph, there is a walk of length 2 between the not common vertices of the edges. (Contributed by Alexander van der Vekens, 18-Feb-2018.) (Revised by AV, 30-Jan-2021.)

Hypothesis

Ref	Expression
umgr2wlk.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
umgr2wlkon	⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) → ∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝐴(WalksOn‘𝐺)𝐶)𝑝)

Distinct variable groups:   𝐴,𝑓,𝑝   𝐵,𝑓,𝑝   𝐶,𝑓,𝑝   𝑓,𝐺,𝑝   𝑓,𝐸,𝑝

Proof of Theorem umgr2wlkon

Step	Hyp	Ref	Expression
1		umgr2wlk.e	. . 3 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
2	1	umgr2wlk 30005	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) → ∃𝑓∃𝑝(𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (♯‘𝑓) = 2 ∧ (𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2))))
3		simp1 1137	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (♯‘𝑓) = 2 ∧ (𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2))) → 𝑓(Walks‘𝐺)𝑝)
4		eqcom 2744	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 = (𝑝‘0) ↔ (𝑝‘0) = 𝐴)
5	4	biimpi 216	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 = (𝑝‘0) → (𝑝‘0) = 𝐴)
6	5	3ad2ant1 1134	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2)) → (𝑝‘0) = 𝐴)
7	6	3ad2ant3 1136	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (♯‘𝑓) = 2 ∧ (𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2))) → (𝑝‘0) = 𝐴)
8		fveq2 6835	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (2 = (♯‘𝑓) → (𝑝‘2) = (𝑝‘(♯‘𝑓)))
9	8	eqcoms 2745	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((♯‘𝑓) = 2 → (𝑝‘2) = (𝑝‘(♯‘𝑓)))
10	9	eqeq1d 2739	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((♯‘𝑓) = 2 → ((𝑝‘2) = 𝐶 ↔ (𝑝‘(♯‘𝑓)) = 𝐶))
11	10	biimpcd 249	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑝‘2) = 𝐶 → ((♯‘𝑓) = 2 → (𝑝‘(♯‘𝑓)) = 𝐶))
12	11	eqcoms 2745	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐶 = (𝑝‘2) → ((♯‘𝑓) = 2 → (𝑝‘(♯‘𝑓)) = 𝐶))
13	12	3ad2ant3 1136	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2)) → ((♯‘𝑓) = 2 → (𝑝‘(♯‘𝑓)) = 𝐶))
14	13	com12 32	. . . . . . . . 9 ⊢ ((♯‘𝑓) = 2 → ((𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2)) → (𝑝‘(♯‘𝑓)) = 𝐶))
15	14	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 → ((♯‘𝑓) = 2 → ((𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2)) → (𝑝‘(♯‘𝑓)) = 𝐶)))
16	15	3imp 1111	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (♯‘𝑓) = 2 ∧ (𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2))) → (𝑝‘(♯‘𝑓)) = 𝐶)
17	3, 7, 16	3jca 1129	. . . . . 6 ⊢ ((𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (♯‘𝑓) = 2 ∧ (𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2))) → (𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (𝑝‘0) = 𝐴 ∧ (𝑝‘(♯‘𝑓)) = 𝐶))
18	17	adantl 481	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ (𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (♯‘𝑓) = 2 ∧ (𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2)))) → (𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (𝑝‘0) = 𝐴 ∧ (𝑝‘(♯‘𝑓)) = 𝐶))
19	1	umgr2adedgwlklem 30000	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) → ((𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶) ∧ (𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ∈ (Vtx‘𝐺))))
20		simprr1 1223	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ ((𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶) ∧ (𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ∈ (Vtx‘𝐺)))) → 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺))
21		simprr3 1225	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ ((𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶) ∧ (𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ∈ (Vtx‘𝐺)))) → 𝐶 ∈ (Vtx‘𝐺))
22	20, 21	jca 511	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ ((𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶) ∧ (𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ∈ (Vtx‘𝐺)))) → (𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ∈ (Vtx‘𝐺)))
23	19, 22	mpdan 688	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) → (𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ∈ (Vtx‘𝐺)))
24		vex 3445	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑓 ∈ V
25		vex 3445	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑝 ∈ V
26	24, 25	pm3.2i 470	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 ∈ V ∧ 𝑝 ∈ V)
27	26	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ (𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (♯‘𝑓) = 2 ∧ (𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2)))) → (𝑓 ∈ V ∧ 𝑝 ∈ V))
28		eqid 2737	. . . . . . 7 ⊢ (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐺)
29	28	iswlkon 29712	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝑓 ∈ V ∧ 𝑝 ∈ V)) → (𝑓(𝐴(WalksOn‘𝐺)𝐶)𝑝 ↔ (𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (𝑝‘0) = 𝐴 ∧ (𝑝‘(♯‘𝑓)) = 𝐶)))
30	23, 27, 29	syl2an2r 686	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ (𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (♯‘𝑓) = 2 ∧ (𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2)))) → (𝑓(𝐴(WalksOn‘𝐺)𝐶)𝑝 ↔ (𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (𝑝‘0) = 𝐴 ∧ (𝑝‘(♯‘𝑓)) = 𝐶)))
31	18, 30	mpbird 257	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) ∧ (𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (♯‘𝑓) = 2 ∧ (𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2)))) → 𝑓(𝐴(WalksOn‘𝐺)𝐶)𝑝)
32	31	ex 412	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) → ((𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (♯‘𝑓) = 2 ∧ (𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2))) → 𝑓(𝐴(WalksOn‘𝐺)𝐶)𝑝))
33	32	2eximdv 1921	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) → (∃𝑓∃𝑝(𝑓(Walks‘𝐺)𝑝 ∧ (♯‘𝑓) = 2 ∧ (𝐴 = (𝑝‘0) ∧ 𝐵 = (𝑝‘1) ∧ 𝐶 = (𝑝‘2))) → ∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝐴(WalksOn‘𝐺)𝐶)𝑝))
34	2, 33	mpd 15	1 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) → ∃𝑓∃𝑝 𝑓(𝐴(WalksOn‘𝐺)𝐶)𝑝)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1542  ∃wex 1781   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933  Vcvv 3441  {cpr 4583   class class class wbr 5099  ‘cfv 6493  (class class class)co 7360  0cc0 11030  1c1 11031  2c2 12204  ♯chash 14257  Vtxcvtx 29052  Edgcedg 29103  UMGraphcumgr 29137  Walkscwlks 29653  WalksOncwlkson 29654

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 2709  ax-rep 5225  ax-sep 5242  ax-nul 5252  ax-pow 5311  ax-pr 5378  ax-un 7682  ax-cnex 11086  ax-resscn 11087  ax-1cn 11088  ax-icn 11089  ax-addcl 11090  ax-addrcl 11091  ax-mulcl 11092  ax-mulrcl 11093  ax-mulcom 11094  ax-addass 11095  ax-mulass 11096  ax-distr 11097  ax-i2m1 11098  ax-1ne0 11099  ax-1rid 11100  ax-rnegex 11101  ax-rrecex 11102  ax-cnre 11103  ax-pre-lttri 11104  ax-pre-lttrn 11105  ax-pre-ltadd 11106  ax-pre-mulgt0 11107

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-ifp 1064  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3062  df-reu 3352  df-rab 3401  df-v 3443  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4287  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4582  df-pr 4584  df-tp 4586  df-op 4588  df-uni 4865  df-int 4904  df-iun 4949  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6260  df-ord 6321  df-on 6322  df-lim 6323  df-suc 6324  df-iota 6449  df-fun 6495  df-fn 6496  df-f 6497  df-f1 6498  df-fo 6499  df-f1o 6500  df-fv 6501  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-om 7811  df-1st 7935  df-2nd 7936  df-frecs 8225  df-wrecs 8256  df-recs 8305  df-rdg 8343  df-1o 8399  df-oadd 8403  df-er 8637  df-map 8769  df-en 8888  df-dom 8889  df-sdom 8890  df-fin 8891  df-dju 9817  df-card 9855  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-nn 12150  df-2 12212  df-3 12213  df-n0 12406  df-z 12493  df-uz 12756  df-fz 13428  df-fzo 13575  df-hash 14258  df-word 14441  df-concat 14498  df-s1 14524  df-s2 14775  df-s3 14776  df-edg 29104  df-uhgr 29114  df-upgr 29138  df-umgr 29139  df-wlks 29656  df-wlkson 29657

This theorem is referenced by: (None)