MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  umgr3cyclex Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem umgr3cyclex 27333
Description: If there are three (different) vertices in a multigraph which are mutually connected by edges, there is a 3-cycle in the graph containing one of these vertices. (Contributed by Alexander van der Vekens, 17-Nov-2017.) (Revised by AV, 12-Feb-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
uhgr3cyclex.v 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
uhgr3cyclex.e 𝐸 = (Edg‘𝐺)
Assertion
Ref Expression
umgr3cyclex ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉𝐶𝑉) ∧ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸)) → ∃𝑓𝑝(𝑓(Cycles‘𝐺)𝑝 ∧ (♯‘𝑓) = 3 ∧ (𝑝‘0) = 𝐴))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑓,𝑝   𝐵,𝑓,𝑝   𝐶,𝑓,𝑝   𝑓,𝐺,𝑝
Allowed substitution hints:   𝐸(𝑓,𝑝)   𝑉(𝑓,𝑝)

Proof of Theorem umgr3cyclex
StepHypRef Expression
1 umgruhgr 26196 . . 3 (𝐺 ∈ UMGraph → 𝐺 ∈ UHGraph)
213ad2ant1 1128 . 2 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉𝐶𝑉) ∧ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸)) → 𝐺 ∈ UHGraph)
3 simp2 1132 . 2 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉𝐶𝑉) ∧ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸)) → (𝐴𝑉𝐵𝑉𝐶𝑉))
4 uhgr3cyclex.e . . . . . 6 𝐸 = (Edg‘𝐺)
54umgredgne 26237 . . . . 5 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸) → 𝐴𝐵)
653ad2antr1 1204 . . . 4 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸)) → 𝐴𝐵)
7 prcom 4409 . . . . . . . 8 {𝐶, 𝐴} = {𝐴, 𝐶}
87eleq1i 2828 . . . . . . 7 ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 ↔ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸)
98biimpi 206 . . . . . 6 ({𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸 → {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸)
1093ad2ant3 1130 . . . . 5 (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) → {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸)
114umgredgne 26237 . . . . 5 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐴, 𝐶} ∈ 𝐸) → 𝐴𝐶)
1210, 11sylan2 492 . . . 4 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸)) → 𝐴𝐶)
13 simp2 1132 . . . . 5 (({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸) → {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸)
144umgredgne 26237 . . . . 5 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸) → 𝐵𝐶)
1513, 14sylan2 492 . . . 4 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸)) → 𝐵𝐶)
166, 12, 153jca 1123 . . 3 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸)) → (𝐴𝐵𝐴𝐶𝐵𝐶))
17163adant2 1126 . 2 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉𝐶𝑉) ∧ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸)) → (𝐴𝐵𝐴𝐶𝐵𝐶))
18 simp3 1133 . 2 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉𝐶𝑉) ∧ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸)) → ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸))
19 uhgr3cyclex.v . . 3 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2019, 4uhgr3cyclex 27332 . 2 ((𝐺 ∈ UHGraph ∧ ((𝐴𝑉𝐵𝑉𝐶𝑉) ∧ (𝐴𝐵𝐴𝐶𝐵𝐶)) ∧ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸)) → ∃𝑓𝑝(𝑓(Cycles‘𝐺)𝑝 ∧ (♯‘𝑓) = 3 ∧ (𝑝‘0) = 𝐴))
212, 3, 17, 18, 20syl121anc 1482 1 ((𝐺 ∈ UMGraph ∧ (𝐴𝑉𝐵𝑉𝐶𝑉) ∧ ({𝐴, 𝐵} ∈ 𝐸 ∧ {𝐵, 𝐶} ∈ 𝐸 ∧ {𝐶, 𝐴} ∈ 𝐸)) → ∃𝑓𝑝(𝑓(Cycles‘𝐺)𝑝 ∧ (♯‘𝑓) = 3 ∧ (𝑝‘0) = 𝐴))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383  w3a 1072   = wceq 1630  wex 1851  wcel 2137  wne 2930  {cpr 4321   class class class wbr 4802  cfv 6047  0cc0 10126  3c3 11261  chash 13309  Vtxcvtx 26071  Edgcedg 26136  UHGraphcuhgr 26148  UMGraphcumgr 26173  Cyclesccycls 26889
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1986  ax-6 2052  ax-7 2088  ax-8 2139  ax-9 2146  ax-10 2166  ax-11 2181  ax-12 2194  ax-13 2389  ax-ext 2738  ax-rep 4921  ax-sep 4931  ax-nul 4939  ax-pow 4990  ax-pr 5053  ax-un 7112  ax-cnex 10182  ax-resscn 10183  ax-1cn 10184  ax-icn 10185  ax-addcl 10186  ax-addrcl 10187  ax-mulcl 10188  ax-mulrcl 10189  ax-mulcom 10190  ax-addass 10191  ax-mulass 10192  ax-distr 10193  ax-i2m1 10194  ax-1ne0 10195  ax-1rid 10196  ax-rnegex 10197  ax-rrecex 10198  ax-cnre 10199  ax-pre-lttri 10200  ax-pre-lttrn 10201  ax-pre-ltadd 10202  ax-pre-mulgt0 10203
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-ifp 1051  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1633  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2045  df-eu 2609  df-mo 2610  df-clab 2745  df-cleq 2751  df-clel 2754  df-nfc 2889  df-ne 2931  df-nel 3034  df-ral 3053  df-rex 3054  df-reu 3055  df-rmo 3056  df-rab 3057  df-v 3340  df-sbc 3575  df-csb 3673  df-dif 3716  df-un 3718  df-in 3720  df-ss 3727  df-pss 3729  df-nul 4057  df-if 4229  df-pw 4302  df-sn 4320  df-pr 4322  df-tp 4324  df-op 4326  df-uni 4587  df-int 4626  df-iun 4672  df-br 4803  df-opab 4863  df-mpt 4880  df-tr 4903  df-id 5172  df-eprel 5177  df-po 5185  df-so 5186  df-fr 5223  df-we 5225  df-xp 5270  df-rel 5271  df-cnv 5272  df-co 5273  df-dm 5274  df-rn 5275  df-res 5276  df-ima 5277  df-pred 5839  df-ord 5885  df-on 5886  df-lim 5887  df-suc 5888  df-iota 6010  df-fun 6049  df-fn 6050  df-f 6051  df-f1 6052  df-fo 6053  df-f1o 6054  df-fv 6055  df-riota 6772  df-ov 6814  df-oprab 6815  df-mpt2 6816  df-om 7229  df-1st 7331  df-2nd 7332  df-wrecs 7574  df-recs 7635  df-rdg 7673  df-1o 7727  df-oadd 7731  df-er 7909  df-map 8023  df-pm 8024  df-en 8120  df-dom 8121  df-sdom 8122  df-fin 8123  df-card 8953  df-cda 9180  df-pnf 10266  df-mnf 10267  df-xr 10268  df-ltxr 10269  df-le 10270  df-sub 10458  df-neg 10459  df-nn 11211  df-2 11269  df-3 11270  df-4 11271  df-n0 11483  df-z 11568  df-uz 11878  df-fz 12518  df-fzo 12658  df-hash 13310  df-word 13483  df-concat 13485  df-s1 13486  df-s2 13791  df-s3 13792  df-s4 13793  df-edg 26137  df-uhgr 26150  df-upgr 26174  df-umgr 26175  df-wlks 26703  df-trls 26797  df-pths 26820  df-cycls 26891
This theorem is referenced by:  umgr3v3e3cycl  27334  3cyclfrgr  27440
  Copyright terms: Public domain W3C validator