Theorem umgr2wlkon 29970

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 29969	. 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 6906	. . . . . . . . . . . . . . 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 29964	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) → ((𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶) ∧ (𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ∈ (Vtx‘𝐺))))
20		simprr1 1222	. . . . . . . 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 1224	. . . . . . . 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 687	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) → (𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐶 ∈ (Vtx‘𝐺)))
24		vex 3484	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑓 ∈ V
25		vex 3484	. . . . . . . 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 29675	. . . . . 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 685	. . . . 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 1919	. 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 1540  ∃wex 1779   ∈ wcel 2108   ≠ wne 2940  Vcvv 3480  {cpr 4628   class class class wbr 5143  ‘cfv 6561  (class class class)co 7431  0cc0 11155  1c1 11156  2c2 12321  ♯chash 14369  Vtxcvtx 29013  Edgcedg 29064  UMGraphcumgr 29098  Walkscwlks 29614  WalksOncwlkson 29615

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232

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 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-tp 4631  df-op 4633  df-uni 4908  df-int 4947  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-oadd 8510  df-er 8745  df-map 8868  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-dju 9941  df-card 9979  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-n0 12527  df-z 12614  df-uz 12879  df-fz 13548  df-fzo 13695  df-hash 14370  df-word 14553  df-concat 14609  df-s1 14634  df-s2 14887  df-s3 14888  df-edg 29065  df-uhgr 29075  df-upgr 29099  df-umgr 29100  df-wlks 29617  df-wlkson 29618

This theorem is referenced by: (None)