Theorem umgrvad2edg 27580

Description: If a vertex is adjacent to two different vertices in a multigraph, there are more than one edges starting at this vertex, analogous to usgr2edg 27577. (Contributed by Alexander van der Vekens, 10-Dec-2017.) (Revised by AV, 9-Jan-2020.) (Revised by AV, 8-Jun-2021.)

Hypothesis

Ref	Expression
umgrvad2edg.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
umgrvad2edg	⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)) → ∃𝑥 ∈ 𝐸 ∃𝑦 ∈ 𝐸 (𝑥 ≠ 𝑦 ∧ 𝑁 ∈ 𝑥 ∧ 𝑁 ∈ 𝑦))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴,𝑦   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝐸,𝑦   𝑥,𝐺,𝑦   𝑥,𝑁,𝑦

Proof of Theorem umgrvad2edg

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpl 483	. 2 ⊢ (({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸) → {𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸)
2		simpr 485	. 2 ⊢ (({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸) → {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)
3		eqid 2738	. . . . . . . 8 ⊢ (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐺)
4		umgrvad2edg.e	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐺)
5	3, 4	umgrpredgv 27510	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸) → (𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺)))
6	5	ex 413	. . . . . 6 ⊢ (𝐺 ∈ UMGraph → ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 → (𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺))))
7	3, 4	umgrpredgv 27510	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸) → (𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺)))
8	7	ex 413	. . . . . 6 ⊢ (𝐺 ∈ UMGraph → ({𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸 → (𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺))))
9	6, 8	anim12d 609	. . . . 5 ⊢ (𝐺 ∈ UMGraph → (({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸) → ((𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺)))))
10	9	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) → (({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸) → ((𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺)))))
11	10	imp 407	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)) → ((𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺))))
12		simplr 766	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)) → 𝐴 ≠ 𝐵)
13	4	umgredgne 27515	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸) → 𝑁 ≠ 𝐴)
14	13	necomd 2999	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸) → 𝐴 ≠ 𝑁)
15	14	ad2ant2r 744	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)) → 𝐴 ≠ 𝑁)
16	12, 15	jca 512	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)) → (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝑁))
17	16	olcd 871	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)) → ((𝑁 ≠ 𝐵 ∧ 𝑁 ≠ 𝑁) ∨ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝑁)))
18		prneimg 4785	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺))) → (((𝑁 ≠ 𝐵 ∧ 𝑁 ≠ 𝑁) ∨ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝑁)) → {𝑁, 𝐴} ≠ {𝐵, 𝑁}))
19	18	imp 407	. . . 4 ⊢ ((((𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((𝑁 ≠ 𝐵 ∧ 𝑁 ≠ 𝑁) ∨ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝑁))) → {𝑁, 𝐴} ≠ {𝐵, 𝑁})
20		prid1g 4696	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺) → 𝑁 ∈ {𝑁, 𝐴})
21	20	ad3antrrr 727	. . . 4 ⊢ ((((𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((𝑁 ≠ 𝐵 ∧ 𝑁 ≠ 𝑁) ∨ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝑁))) → 𝑁 ∈ {𝑁, 𝐴})
22		prid2g 4697	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺) → 𝑁 ∈ {𝐵, 𝑁})
23	22	ad3antrrr 727	. . . 4 ⊢ ((((𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((𝑁 ≠ 𝐵 ∧ 𝑁 ≠ 𝑁) ∨ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝑁))) → 𝑁 ∈ {𝐵, 𝑁})
24	19, 21, 23	3jca 1127	. . 3 ⊢ ((((𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝑁 ∈ (Vtx‘𝐺))) ∧ ((𝑁 ≠ 𝐵 ∧ 𝑁 ≠ 𝑁) ∨ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐴 ≠ 𝑁))) → ({𝑁, 𝐴} ≠ {𝐵, 𝑁} ∧ 𝑁 ∈ {𝑁, 𝐴} ∧ 𝑁 ∈ {𝐵, 𝑁}))
25	11, 17, 24	syl2anc 584	. 2 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)) → ({𝑁, 𝐴} ≠ {𝐵, 𝑁} ∧ 𝑁 ∈ {𝑁, 𝐴} ∧ 𝑁 ∈ {𝐵, 𝑁}))
26		neeq1 3006	. . . 4 ⊢ (𝑥 = {𝑁, 𝐴} → (𝑥 ≠ 𝑦 ↔ {𝑁, 𝐴} ≠ 𝑦))
27		eleq2 2827	. . . 4 ⊢ (𝑥 = {𝑁, 𝐴} → (𝑁 ∈ 𝑥 ↔ 𝑁 ∈ {𝑁, 𝐴}))
28	26, 27	3anbi12d 1436	. . 3 ⊢ (𝑥 = {𝑁, 𝐴} → ((𝑥 ≠ 𝑦 ∧ 𝑁 ∈ 𝑥 ∧ 𝑁 ∈ 𝑦) ↔ ({𝑁, 𝐴} ≠ 𝑦 ∧ 𝑁 ∈ {𝑁, 𝐴} ∧ 𝑁 ∈ 𝑦)))
29		neeq2 3007	. . . 4 ⊢ (𝑦 = {𝐵, 𝑁} → ({𝑁, 𝐴} ≠ 𝑦 ↔ {𝑁, 𝐴} ≠ {𝐵, 𝑁}))
30		eleq2 2827	. . . 4 ⊢ (𝑦 = {𝐵, 𝑁} → (𝑁 ∈ 𝑦 ↔ 𝑁 ∈ {𝐵, 𝑁}))
31	29, 30	3anbi13d 1437	. . 3 ⊢ (𝑦 = {𝐵, 𝑁} → (({𝑁, 𝐴} ≠ 𝑦 ∧ 𝑁 ∈ {𝑁, 𝐴} ∧ 𝑁 ∈ 𝑦) ↔ ({𝑁, 𝐴} ≠ {𝐵, 𝑁} ∧ 𝑁 ∈ {𝑁, 𝐴} ∧ 𝑁 ∈ {𝐵, 𝑁})))
32	28, 31	rspc2ev 3572	. 2 ⊢ (({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸 ∧ ({𝑁, 𝐴} ≠ {𝐵, 𝑁} ∧ 𝑁 ∈ {𝑁, 𝐴} ∧ 𝑁 ∈ {𝐵, 𝑁})) → ∃𝑥 ∈ 𝐸 ∃𝑦 ∈ 𝐸 (𝑥 ≠ 𝑦 ∧ 𝑁 ∈ 𝑥 ∧ 𝑁 ∈ 𝑦))
33	1, 2, 25, 32	syl2an23an 1422	1 ⊢ (((𝐺 ∈ UMGraph ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ ({𝑁, 𝐴} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝑁} ∈ 𝐸)) → ∃𝑥 ∈ 𝐸 ∃𝑦 ∈ 𝐸 (𝑥 ≠ 𝑦 ∧ 𝑁 ∈ 𝑥 ∧ 𝑁 ∈ 𝑦))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   ∨ wo 844   ∧ w3a 1086   = wceq 1539   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2943  ∃wrex 3065  {cpr 4563  ‘cfv 6433  Vtxcvtx 27366  Edgcedg 27417  UMGraphcumgr 27451

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-oadd 8301  df-er 8498  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-dju 9659  df-card 9697  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-nn 11974  df-2 12036  df-n0 12234  df-z 12320  df-uz 12583  df-fz 13240  df-hash 14045  df-edg 27418  df-umgr 27453

This theorem is referenced by:  umgr2edgneu  27581