Metamath Proof Explorer


Theorem gpg5nbgrvtx03starlem3

Description: Lemma 3 for gpg5nbgrvtx03star . (Contributed by AV, 5-Sep-2025)

Ref Expression
Hypotheses gpg5nbgrvtx03starlem1.j ⊢ J = 1 ..^ N 2
gpg5nbgrvtx03starlem1.g No typesetting found for |- G = ( N gPetersenGr K ) with typecode |-
gpg5nbgrvtx03starlem1.v ⊢ V = Vtx ⁡ G
gpg5nbgrvtx03starlem1.e ⊢ E = Edg ⁡ G
Assertion gpg5nbgrvtx03starlem3 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → 1 X 0 X − 1 mod N ∉ E

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gpg5nbgrvtx03starlem1.j ⊢ J = 1 ..^ N 2
2 gpg5nbgrvtx03starlem1.g Could not format G = ( N gPetersenGr K ) : No typesetting found for |- G = ( N gPetersenGr K ) with typecode |-
3 gpg5nbgrvtx03starlem1.v ⊢ V = Vtx ⁡ G
4 gpg5nbgrvtx03starlem1.e ⊢ E = Edg ⁡ G
5 opex ⊢ 1 X ∈ V
6 opex ⊢ 0 X − 1 mod N ∈ V
7 5 6 pm3.2i ⊢ 1 X ∈ V ∧ 0 X − 1 mod N ∈ V
8 opex ⊢ 0 x ∈ V
9 opex ⊢ 0 x + 1 mod N ∈ V
10 8 9 pm3.2i ⊢ 0 x ∈ V ∧ 0 x + 1 mod N ∈ V
11 7 10 pm3.2i ⊢ 1 X ∈ V ∧ 0 X − 1 mod N ∈ V ∧ 0 x ∈ V ∧ 0 x + 1 mod N ∈ V
12 ax-1ne0 ⊢ 1 ≠ 0
13 12 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 ≠ 0
14 13 orcd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 ≠ 0 ∨ X ≠ x
15 1ex ⊢ 1 ∈ V
16 15 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → 1 ∈ V
17 simp3 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → X ∈ W
18 16 17 jca ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → 1 ∈ V ∧ X ∈ W
19 18 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 ∈ V ∧ X ∈ W
20 opthneg ⊢ 1 ∈ V ∧ X ∈ W → 1 X ≠ 0 x ↔ 1 ≠ 0 ∨ X ≠ x
21 19 20 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X ≠ 0 x ↔ 1 ≠ 0 ∨ X ≠ x
22 14 21 mpbird ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X ≠ 0 x
23 12 orci ⊢ 1 ≠ 0 ∨ X ≠ x + 1 mod N
24 23 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 ≠ 0 ∨ X ≠ x + 1 mod N
25 opthneg ⊢ 1 ∈ V ∧ X ∈ W → 1 X ≠ 0 x + 1 mod N ↔ 1 ≠ 0 ∨ X ≠ x + 1 mod N
26 19 25 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X ≠ 0 x + 1 mod N ↔ 1 ≠ 0 ∨ X ≠ x + 1 mod N
27 24 26 mpbird ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X ≠ 0 x + 1 mod N
28 22 27 jca ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X ≠ 0 x ∧ 1 X ≠ 0 x + 1 mod N
29 28 orcd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X ≠ 0 x ∧ 1 X ≠ 0 x + 1 mod N ∨ 0 X − 1 mod N ≠ 0 x ∧ 0 X − 1 mod N ≠ 0 x + 1 mod N
30 prneimg ⊢ 1 X ∈ V ∧ 0 X − 1 mod N ∈ V ∧ 0 x ∈ V ∧ 0 x + 1 mod N ∈ V → 1 X ≠ 0 x ∧ 1 X ≠ 0 x + 1 mod N ∨ 0 X − 1 mod N ≠ 0 x ∧ 0 X − 1 mod N ≠ 0 x + 1 mod N → 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N
31 11 29 30 mpsyl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N
32 eleq1 ⊢ X = x → X ∈ 0 ..^ N ↔ x ∈ 0 ..^ N
33 32 adantr ⊢ X = x ∧ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → X ∈ 0 ..^ N ↔ x ∈ 0 ..^ N
34 uzuzle23 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 → N ∈ ℤ ≥ 2
35 34 3ad2ant1 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → N ∈ ℤ ≥ 2
36 m1modne ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 ∧ X ∈ 0 ..^ N → X − 1 mod N ≠ X
37 35 36 sylan ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ X ∈ 0 ..^ N → X − 1 mod N ≠ X
38 37 ex ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → X ∈ 0 ..^ N → X − 1 mod N ≠ X
39 38 adantl ⊢ X = x ∧ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → X ∈ 0 ..^ N → X − 1 mod N ≠ X
40 33 39 sylbird ⊢ X = x ∧ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → x ∈ 0 ..^ N → X − 1 mod N ≠ X
41 40 impr ⊢ X = x ∧ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → X − 1 mod N ≠ X
42 neeq2 ⊢ X = x → X − 1 mod N ≠ X ↔ X − 1 mod N ≠ x
43 42 adantr ⊢ X = x ∧ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → X − 1 mod N ≠ X ↔ X − 1 mod N ≠ x
44 41 43 mpbid ⊢ X = x ∧ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → X − 1 mod N ≠ x
45 44 orcd ⊢ X = x ∧ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → X − 1 mod N ≠ x ∨ X ≠ x
46 45 ex ⊢ X = x → N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → X − 1 mod N ≠ x ∨ X ≠ x
47 olc ⊢ X ≠ x → X − 1 mod N ≠ x ∨ X ≠ x
48 47 a1d ⊢ X ≠ x → N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → X − 1 mod N ≠ x ∨ X ≠ x
49 46 48 pm2.61ine ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → X − 1 mod N ≠ x ∨ X ≠ x
50 c0ex ⊢ 0 ∈ V
51 ovex ⊢ X − 1 mod N ∈ V
52 50 51 opthne ⊢ 0 X − 1 mod N ≠ 0 x ↔ 0 ≠ 0 ∨ X − 1 mod N ≠ x
53 neirr ⊢ ¬ 0 ≠ 0
54 53 biorfi ⊢ X − 1 mod N ≠ x ↔ 0 ≠ 0 ∨ X − 1 mod N ≠ x
55 52 54 bitr4i ⊢ 0 X − 1 mod N ≠ 0 x ↔ X − 1 mod N ≠ x
56 55 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X − 1 mod N ≠ 0 x ↔ X − 1 mod N ≠ x
57 opthneg ⊢ 1 ∈ V ∧ X ∈ W → 1 X ≠ 1 x ↔ 1 ≠ 1 ∨ X ≠ x
58 19 57 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X ≠ 1 x ↔ 1 ≠ 1 ∨ X ≠ x
59 neirr ⊢ ¬ 1 ≠ 1
60 59 biorfi ⊢ X ≠ x ↔ 1 ≠ 1 ∨ X ≠ x
61 58 60 bitr4di ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X ≠ 1 x ↔ X ≠ x
62 56 61 orbi12d ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X − 1 mod N ≠ 0 x ∨ 1 X ≠ 1 x ↔ X − 1 mod N ≠ x ∨ X ≠ x
63 49 62 mpbird ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X − 1 mod N ≠ 0 x ∨ 1 X ≠ 1 x
64 22 olcd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X − 1 mod N ≠ 1 x ∨ 1 X ≠ 0 x
65 63 64 jca ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X − 1 mod N ≠ 0 x ∨ 1 X ≠ 1 x ∧ 0 X − 1 mod N ≠ 1 x ∨ 1 X ≠ 0 x
66 6 5 pm3.2i ⊢ 0 X − 1 mod N ∈ V ∧ 1 X ∈ V
67 opex ⊢ 1 x ∈ V
68 8 67 pm3.2i ⊢ 0 x ∈ V ∧ 1 x ∈ V
69 66 68 pm3.2i ⊢ 0 X − 1 mod N ∈ V ∧ 1 X ∈ V ∧ 0 x ∈ V ∧ 1 x ∈ V
70 prneimg2 ⊢ 0 X − 1 mod N ∈ V ∧ 1 X ∈ V ∧ 0 x ∈ V ∧ 1 x ∈ V → 0 X − 1 mod N 1 X ≠ 0 x 1 x ↔ 0 X − 1 mod N ≠ 0 x ∨ 1 X ≠ 1 x ∧ 0 X − 1 mod N ≠ 1 x ∨ 1 X ≠ 0 x
71 69 70 mp1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X − 1 mod N 1 X ≠ 0 x 1 x ↔ 0 X − 1 mod N ≠ 0 x ∨ 1 X ≠ 1 x ∧ 0 X − 1 mod N ≠ 1 x ∨ 1 X ≠ 0 x
72 65 71 mpbird ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X − 1 mod N 1 X ≠ 0 x 1 x
73 prcom ⊢ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 X − 1 mod N 1 X
74 73 neeq1i ⊢ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 1 x ↔ 0 X − 1 mod N 1 X ≠ 0 x 1 x
75 72 74 sylibr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 1 x
76 opex ⊢ 1 x + K mod N ∈ V
77 67 76 pm3.2i ⊢ 1 x ∈ V ∧ 1 x + K mod N ∈ V
78 7 77 pm3.2i ⊢ 1 X ∈ V ∧ 0 X − 1 mod N ∈ V ∧ 1 x ∈ V ∧ 1 x + K mod N ∈ V
79 0ne1 ⊢ 0 ≠ 1
80 79 orci ⊢ 0 ≠ 1 ∨ X − 1 mod N ≠ x
81 50 51 opthne ⊢ 0 X − 1 mod N ≠ 1 x ↔ 0 ≠ 1 ∨ X − 1 mod N ≠ x
82 80 81 mpbir ⊢ 0 X − 1 mod N ≠ 1 x
83 79 orci ⊢ 0 ≠ 1 ∨ X − 1 mod N ≠ x + K mod N
84 50 51 opthne ⊢ 0 X − 1 mod N ≠ 1 x + K mod N ↔ 0 ≠ 1 ∨ X − 1 mod N ≠ x + K mod N
85 83 84 mpbir ⊢ 0 X − 1 mod N ≠ 1 x + K mod N
86 82 85 pm3.2i ⊢ 0 X − 1 mod N ≠ 1 x ∧ 0 X − 1 mod N ≠ 1 x + K mod N
87 86 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X − 1 mod N ≠ 1 x ∧ 0 X − 1 mod N ≠ 1 x + K mod N
88 87 olcd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X ≠ 1 x ∧ 1 X ≠ 1 x + K mod N ∨ 0 X − 1 mod N ≠ 1 x ∧ 0 X − 1 mod N ≠ 1 x + K mod N
89 prneimg ⊢ 1 X ∈ V ∧ 0 X − 1 mod N ∈ V ∧ 1 x ∈ V ∧ 1 x + K mod N ∈ V → 1 X ≠ 1 x ∧ 1 X ≠ 1 x + K mod N ∨ 0 X − 1 mod N ≠ 1 x ∧ 0 X − 1 mod N ≠ 1 x + K mod N → 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N
90 78 88 89 mpsyl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N
91 31 75 90 3jca ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N ∧ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 1 x ∧ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N
92 91 ralrimiva ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → ∀ x ∈ 0 ..^ N 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N ∧ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 1 x ∧ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N
93 ralnex ⊢ ∀ x ∈ 0 ..^ N ¬ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 1 x ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 1 x 1 x + K mod N ↔ ¬ ∃ x ∈ 0 ..^ N 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 1 x ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 1 x 1 x + K mod N
94 3ioran ⊢ ¬ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 1 x ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 1 x 1 x + K mod N ↔ ¬ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∧ ¬ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 1 x ∧ ¬ 1 X 0 X − 1 mod N = 1 x 1 x + K mod N
95 df-ne ⊢ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N ↔ ¬ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 0 x + 1 mod N
96 df-ne ⊢ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 1 x ↔ ¬ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 1 x
97 df-ne ⊢ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N ↔ ¬ 1 X 0 X − 1 mod N = 1 x 1 x + K mod N
98 95 96 97 3anbi123i ⊢ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N ∧ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 1 x ∧ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N ↔ ¬ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∧ ¬ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 1 x ∧ ¬ 1 X 0 X − 1 mod N = 1 x 1 x + K mod N
99 94 98 bitr4i ⊢ ¬ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 1 x ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 1 x 1 x + K mod N ↔ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N ∧ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 1 x ∧ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N
100 99 ralbii ⊢ ∀ x ∈ 0 ..^ N ¬ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 1 x ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 1 x 1 x + K mod N ↔ ∀ x ∈ 0 ..^ N 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N ∧ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 1 x ∧ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N
101 93 100 bitr3i ⊢ ¬ ∃ x ∈ 0 ..^ N 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 1 x ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 1 x 1 x + K mod N ↔ ∀ x ∈ 0 ..^ N 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N ∧ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 0 x 1 x ∧ 1 X 0 X − 1 mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N
102 92 101 sylibr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → ¬ ∃ x ∈ 0 ..^ N 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 1 x ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 1 x 1 x + K mod N
103 eqid ⊢ 0 ..^ N = 0 ..^ N
104 103 1 2 4 gpgedgel ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J → 1 X 0 X − 1 mod N ∈ E ↔ ∃ x ∈ 0 ..^ N 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 1 x ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 1 x 1 x + K mod N
105 104 3adant3 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → 1 X 0 X − 1 mod N ∈ E ↔ ∃ x ∈ 0 ..^ N 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 0 x 1 x ∨ 1 X 0 X − 1 mod N = 1 x 1 x + K mod N
106 102 105 mtbird ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → ¬ 1 X 0 X − 1 mod N ∈ E
107 df-nel ⊢ 1 X 0 X − 1 mod N ∉ E ↔ ¬ 1 X 0 X − 1 mod N ∈ E
108 106 107 sylibr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → 1 X 0 X − 1 mod N ∉ E