MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  usgr2wlkspth Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem usgr2wlkspth 29525
Description: In a simple graph, any walk of length 2 between two different vertices is a simple path. (Contributed by Alexander van der Vekens, 2-Mar-2018.) (Revised by AV, 27-Jan-2021.) (Proof shortened by AV, 31-Oct-2021.)
Assertion
Ref Expression
usgr2wlkspth ((𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵) → (𝐹(𝐴(WalksOn‘𝐺)𝐵)𝑃𝐹(𝐴(SPathsOn‘𝐺)𝐵)𝑃))

Proof of Theorem usgr2wlkspth
StepHypRef Expression
1 simpl31 1251 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) ∧ (𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵)) → 𝐹(Walks‘𝐺)𝑃)
2 simp2 1134 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵) → (𝑃‘0) = 𝐴)
3 simp3 1135 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵) → (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)
42, 3neeq12d 2996 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵) → ((𝑃‘0) ≠ (𝑃‘(♯‘𝐹)) ↔ 𝐴𝐵))
54bicomd 222 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵) → (𝐴𝐵 ↔ (𝑃‘0) ≠ (𝑃‘(♯‘𝐹))))
653anbi3d 1438 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵) → ((𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵) ↔ (𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ (𝑃‘0) ≠ (𝑃‘(♯‘𝐹)))))
7 usgr2wlkspthlem1 29523 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ (𝑃‘0) ≠ (𝑃‘(♯‘𝐹)))) → Fun 𝐹)
87ex 412 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 → ((𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ (𝑃‘0) ≠ (𝑃‘(♯‘𝐹))) → Fun 𝐹))
983ad2ant1 1130 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵) → ((𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ (𝑃‘0) ≠ (𝑃‘(♯‘𝐹))) → Fun 𝐹))
106, 9sylbid 239 . . . . . . . . . 10 ((𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵) → ((𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵) → Fun 𝐹))
11103ad2ant3 1132 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) → ((𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵) → Fun 𝐹))
1211imp 406 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) ∧ (𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵)) → Fun 𝐹)
13 istrl 29462 . . . . . . . 8 (𝐹(Trails‘𝐺)𝑃 ↔ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ Fun 𝐹))
141, 12, 13sylanbrc 582 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) ∧ (𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵)) → 𝐹(Trails‘𝐺)𝑃)
15 usgr2wlkspthlem2 29524 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ (𝑃‘0) ≠ (𝑃‘(♯‘𝐹)))) → Fun 𝑃)
1615ex 412 . . . . . . . . . . 11 (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 → ((𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ (𝑃‘0) ≠ (𝑃‘(♯‘𝐹))) → Fun 𝑃))
17163ad2ant1 1130 . . . . . . . . . 10 ((𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵) → ((𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ (𝑃‘0) ≠ (𝑃‘(♯‘𝐹))) → Fun 𝑃))
186, 17sylbid 239 . . . . . . . . 9 ((𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵) → ((𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵) → Fun 𝑃))
19183ad2ant3 1132 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) → ((𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵) → Fun 𝑃))
2019imp 406 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) ∧ (𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵)) → Fun 𝑃)
21 isspth 29490 . . . . . . 7 (𝐹(SPaths‘𝐺)𝑃 ↔ (𝐹(Trails‘𝐺)𝑃 ∧ Fun 𝑃))
2214, 20, 21sylanbrc 582 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) ∧ (𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵)) → 𝐹(SPaths‘𝐺)𝑃)
23 3simpc 1147 . . . . . . . 8 ((𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵) → ((𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵))
24233ad2ant3 1132 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) → ((𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵))
2524adantr 480 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) ∧ (𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵)) → ((𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵))
26 3anass 1092 . . . . . 6 ((𝐹(SPaths‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵) ↔ (𝐹(SPaths‘𝐺)𝑃 ∧ ((𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)))
2722, 25, 26sylanbrc 582 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) ∧ (𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵)) → (𝐹(SPaths‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵))
28 3simpa 1145 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) → ((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V)))
2928adantr 480 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) ∧ (𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵)) → ((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V)))
30 eqid 2726 . . . . . . 7 (Vtx‘𝐺) = (Vtx‘𝐺)
3130isspthonpth 29515 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V)) → (𝐹(𝐴(SPathsOn‘𝐺)𝐵)𝑃 ↔ (𝐹(SPaths‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)))
3229, 31syl 17 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) ∧ (𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵)) → (𝐹(𝐴(SPathsOn‘𝐺)𝐵)𝑃 ↔ (𝐹(SPaths‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)))
3327, 32mpbird 257 . . . 4 ((((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) ∧ (𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵)) → 𝐹(𝐴(SPathsOn‘𝐺)𝐵)𝑃)
3433ex 412 . . 3 (((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) → ((𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵) → 𝐹(𝐴(SPathsOn‘𝐺)𝐵)𝑃))
3530wlkonprop 29424 . . . 4 (𝐹(𝐴(WalksOn‘𝐺)𝐵)𝑃 → ((𝐺 ∈ V ∧ 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)))
36 3simpc 1147 . . . . 5 ((𝐺 ∈ V ∧ 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) → (𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)))
37363anim1i 1149 . . . 4 (((𝐺 ∈ V ∧ 𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)) → ((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)))
3835, 37syl 17 . . 3 (𝐹(𝐴(WalksOn‘𝐺)𝐵)𝑃 → ((𝐴 ∈ (Vtx‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Vtx‘𝐺)) ∧ (𝐹 ∈ V ∧ 𝑃 ∈ V) ∧ (𝐹(Walks‘𝐺)𝑃 ∧ (𝑃‘0) = 𝐴 ∧ (𝑃‘(♯‘𝐹)) = 𝐵)))
3934, 38syl11 33 . 2 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵) → (𝐹(𝐴(WalksOn‘𝐺)𝐵)𝑃𝐹(𝐴(SPathsOn‘𝐺)𝐵)𝑃))
40 spthonpthon 29517 . . 3 (𝐹(𝐴(SPathsOn‘𝐺)𝐵)𝑃𝐹(𝐴(PathsOn‘𝐺)𝐵)𝑃)
41 pthontrlon 29513 . . 3 (𝐹(𝐴(PathsOn‘𝐺)𝐵)𝑃𝐹(𝐴(TrailsOn‘𝐺)𝐵)𝑃)
42 trlsonwlkon 29476 . . 3 (𝐹(𝐴(TrailsOn‘𝐺)𝐵)𝑃𝐹(𝐴(WalksOn‘𝐺)𝐵)𝑃)
4340, 41, 423syl 18 . 2 (𝐹(𝐴(SPathsOn‘𝐺)𝐵)𝑃𝐹(𝐴(WalksOn‘𝐺)𝐵)𝑃)
4439, 43impbid1 224 1 ((𝐺 ∈ USGraph ∧ (♯‘𝐹) = 2 ∧ 𝐴𝐵) → (𝐹(𝐴(WalksOn‘𝐺)𝐵)𝑃𝐹(𝐴(SPathsOn‘𝐺)𝐵)𝑃))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 395  w3a 1084   = wceq 1533  wcel 2098  wne 2934  Vcvv 3468   class class class wbr 5141  ccnv 5668  Fun wfun 6531  cfv 6537  (class class class)co 7405  0cc0 11112  2c2 12271  chash 14295  Vtxcvtx 28764  USGraphcusgr 28917  Walkscwlks 29362  WalksOncwlkson 29363  Trailsctrls 29456  TrailsOnctrlson 29457  SPathscspths 29479  PathsOncpthson 29480  SPathsOncspthson 29481
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-ifp 1060  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-tp 4628  df-op 4630  df-uni 4903  df-int 4944  df-iun 4992  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8467  df-2o 8468  df-oadd 8471  df-er 8705  df-map 8824  df-pm 8825  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-dju 9898  df-card 9936  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-n0 12477  df-xnn0 12549  df-z 12563  df-uz 12827  df-fz 13491  df-fzo 13634  df-hash 14296  df-word 14471  df-concat 14527  df-s1 14552  df-s2 14805  df-s3 14806  df-edg 28816  df-uhgr 28826  df-upgr 28850  df-umgr 28851  df-uspgr 28918  df-usgr 28919  df-wlks 29365  df-wlkson 29366  df-trls 29458  df-trlson 29459  df-pths 29482  df-spths 29483  df-pthson 29484  df-spthson 29485
This theorem is referenced by:  usgr2trlspth  29527  wpthswwlks2on  29724
  Copyright terms: Public domain W3C validator