Metamath Proof Explorer


Theorem gpg5nbgrvtx13starlem3

Description: Lemma 3 for gpg5nbgr3star . (Contributed by AV, 8-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 gpg5nbgrvtx13starlem3 ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → 0 X 1 X − K 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 ⊢ 0 X ∈ V
6 opex ⊢ 1 X − K mod N ∈ V
7 5 6 pm3.2i ⊢ 0 X ∈ V ∧ 1 X − K 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 ⊢ 0 X ∈ V ∧ 1 X − K mod N ∈ V ∧ 0 x ∈ V ∧ 0 x + 1 mod N ∈ V
12 ax-1ne0 ⊢ 1 ≠ 0
13 12 orci ⊢ 1 ≠ 0 ∨ X − K mod N ≠ x
14 1ex ⊢ 1 ∈ V
15 ovex ⊢ X − K mod N ∈ V
16 14 15 opthne ⊢ 1 X − K mod N ≠ 0 x ↔ 1 ≠ 0 ∨ X − K mod N ≠ x
17 13 16 mpbir ⊢ 1 X − K mod N ≠ 0 x
18 12 orci ⊢ 1 ≠ 0 ∨ X − K mod N ≠ x + 1 mod N
19 14 15 opthne ⊢ 1 X − K mod N ≠ 0 x + 1 mod N ↔ 1 ≠ 0 ∨ X − K mod N ≠ x + 1 mod N
20 18 19 mpbir ⊢ 1 X − K mod N ≠ 0 x + 1 mod N
21 17 20 pm3.2i ⊢ 1 X − K mod N ≠ 0 x ∧ 1 X − K mod N ≠ 0 x + 1 mod N
22 21 a1i ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X − K mod N ≠ 0 x ∧ 1 X − K mod N ≠ 0 x + 1 mod N
23 22 olcd ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X ≠ 0 x ∧ 0 X ≠ 0 x + 1 mod N ∨ 1 X − K mod N ≠ 0 x ∧ 1 X − K mod N ≠ 0 x + 1 mod N
24 prneimg ⊢ 0 X ∈ V ∧ 1 X − K mod N ∈ V ∧ 0 x ∈ V ∧ 0 x + 1 mod N ∈ V → 0 X ≠ 0 x ∧ 0 X ≠ 0 x + 1 mod N ∨ 1 X − K mod N ≠ 0 x ∧ 1 X − K mod N ≠ 0 x + 1 mod N → 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N
25 11 23 24 mpsyl ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N
26 eleq1 ⊢ X = x → X ∈ 0 ..^ N ↔ x ∈ 0 ..^ N
27 26 adantr ⊢ X = x ∧ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → X ∈ 0 ..^ N ↔ x ∈ 0 ..^ N
28 simpll ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → N = 5
29 28 oveq2d ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → 0 ..^ N = 0 ..^ 5
30 29 eleq2d ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → X ∈ 0 ..^ N ↔ X ∈ 0 ..^ 5
31 30 biimpa ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ X ∈ 0 ..^ N → X ∈ 0 ..^ 5
32 5nn ⊢ 5 ∈ ℕ
33 eleq1 ⊢ N = 5 → N ∈ ℕ ↔ 5 ∈ ℕ
34 32 33 mpbiri ⊢ N = 5 → N ∈ ℕ
35 1 ceilhalfelfzo1 ⊢ N ∈ ℕ → K ∈ J → K ∈ 1 ..^ N
36 34 35 syl ⊢ N = 5 → K ∈ J → K ∈ 1 ..^ N
37 oveq2 ⊢ N = 5 → 1 ..^ N = 1 ..^ 5
38 37 eleq2d ⊢ N = 5 → K ∈ 1 ..^ N ↔ K ∈ 1 ..^ 5
39 36 38 sylibd ⊢ N = 5 → K ∈ J → K ∈ 1 ..^ 5
40 39 imp ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J → K ∈ 1 ..^ 5
41 40 ad2antrr ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ X ∈ 0 ..^ N → K ∈ 1 ..^ 5
42 minusmod5ne ⊢ X ∈ 0 ..^ 5 ∧ K ∈ 1 ..^ 5 → X − K mod 5 ≠ X
43 31 41 42 syl2anc ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ X ∈ 0 ..^ N → X − K mod 5 ≠ X
44 oveq2 ⊢ N = 5 → X − K mod N = X − K mod 5
45 44 neeq1d ⊢ N = 5 → X − K mod N ≠ X ↔ X − K mod 5 ≠ X
46 45 adantr ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J → X − K mod N ≠ X ↔ X − K mod 5 ≠ X
47 46 ad2antrr ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ X ∈ 0 ..^ N → X − K mod N ≠ X ↔ X − K mod 5 ≠ X
48 43 47 mpbird ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ X ∈ 0 ..^ N → X − K mod N ≠ X
49 48 ex ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → X ∈ 0 ..^ N → X − K mod N ≠ X
50 49 adantl ⊢ X = x ∧ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → X ∈ 0 ..^ N → X − K mod N ≠ X
51 27 50 sylbird ⊢ X = x ∧ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → x ∈ 0 ..^ N → X − K mod N ≠ X
52 51 impr ⊢ X = x ∧ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → X − K mod N ≠ X
53 neeq2 ⊢ X = x → X − K mod N ≠ X ↔ X − K mod N ≠ x
54 53 adantr ⊢ X = x ∧ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → X − K mod N ≠ X ↔ X − K mod N ≠ x
55 52 54 mpbid ⊢ X = x ∧ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → X − K mod N ≠ x
56 55 orcd ⊢ X = x ∧ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → X − K mod N ≠ x ∨ X ≠ x
57 56 ex ⊢ X = x → N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → X − K mod N ≠ x ∨ X ≠ x
58 olc ⊢ X ≠ x → X − K mod N ≠ x ∨ X ≠ x
59 58 a1d ⊢ X ≠ x → N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → X − K mod N ≠ x ∨ X ≠ x
60 57 59 pm2.61ine ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → X − K mod N ≠ x ∨ X ≠ x
61 14 15 opthne ⊢ 1 X − K mod N ≠ 1 x ↔ 1 ≠ 1 ∨ X − K mod N ≠ x
62 neirr ⊢ ¬ 1 ≠ 1
63 62 biorfi ⊢ X − K mod N ≠ x ↔ 1 ≠ 1 ∨ X − K mod N ≠ x
64 61 63 bitr4i ⊢ 1 X − K mod N ≠ 1 x ↔ X − K mod N ≠ x
65 64 a1i ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X − K mod N ≠ 1 x ↔ X − K mod N ≠ x
66 c0ex ⊢ 0 ∈ V
67 66 a1i ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J → 0 ∈ V
68 67 anim1i ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → 0 ∈ V ∧ X ∈ W
69 68 adantr ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 ∈ V ∧ X ∈ W
70 opthneg ⊢ 0 ∈ V ∧ X ∈ W → 0 X ≠ 0 x ↔ 0 ≠ 0 ∨ X ≠ x
71 69 70 syl ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X ≠ 0 x ↔ 0 ≠ 0 ∨ X ≠ x
72 neirr ⊢ ¬ 0 ≠ 0
73 72 biorfi ⊢ X ≠ x ↔ 0 ≠ 0 ∨ X ≠ x
74 71 73 bitr4di ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X ≠ 0 x ↔ X ≠ x
75 65 74 orbi12d ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X − K mod N ≠ 1 x ∨ 0 X ≠ 0 x ↔ X − K mod N ≠ x ∨ X ≠ x
76 60 75 mpbird ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 1 X − K mod N ≠ 1 x ∨ 0 X ≠ 0 x
77 76 orcomd ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X ≠ 0 x ∨ 1 X − K mod N ≠ 1 x
78 0ne1 ⊢ 0 ≠ 1
79 78 orci ⊢ 0 ≠ 1 ∨ X ≠ x
80 opthneg ⊢ 0 ∈ V ∧ X ∈ W → 0 X ≠ 1 x ↔ 0 ≠ 1 ∨ X ≠ x
81 69 80 syl ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X ≠ 1 x ↔ 0 ≠ 1 ∨ X ≠ x
82 79 81 mpbiri ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X ≠ 1 x
83 82 orcd ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X ≠ 1 x ∨ 1 X − K mod N ≠ 0 x
84 77 83 jca ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X ≠ 0 x ∨ 1 X − K mod N ≠ 1 x ∧ 0 X ≠ 1 x ∨ 1 X − K mod N ≠ 0 x
85 opex ⊢ 1 x ∈ V
86 8 85 pm3.2i ⊢ 0 x ∈ V ∧ 1 x ∈ V
87 7 86 pm3.2i ⊢ 0 X ∈ V ∧ 1 X − K mod N ∈ V ∧ 0 x ∈ V ∧ 1 x ∈ V
88 prneimg2 ⊢ 0 X ∈ V ∧ 1 X − K mod N ∈ V ∧ 0 x ∈ V ∧ 1 x ∈ V → 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 1 x ↔ 0 X ≠ 0 x ∨ 1 X − K mod N ≠ 1 x ∧ 0 X ≠ 1 x ∨ 1 X − K mod N ≠ 0 x
89 87 88 mp1i ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 1 x ↔ 0 X ≠ 0 x ∨ 1 X − K mod N ≠ 1 x ∧ 0 X ≠ 1 x ∨ 1 X − K mod N ≠ 0 x
90 84 89 mpbird ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 1 x
91 opex ⊢ 1 x + K mod N ∈ V
92 85 91 pm3.2i ⊢ 1 x ∈ V ∧ 1 x + K mod N ∈ V
93 7 92 pm3.2i ⊢ 0 X ∈ V ∧ 1 X − K mod N ∈ V ∧ 1 x ∈ V ∧ 1 x + K mod N ∈ V
94 78 orci ⊢ 0 ≠ 1 ∨ X ≠ x + K mod N
95 opthneg ⊢ 0 ∈ V ∧ X ∈ W → 0 X ≠ 1 x + K mod N ↔ 0 ≠ 1 ∨ X ≠ x + K mod N
96 69 95 syl ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X ≠ 1 x + K mod N ↔ 0 ≠ 1 ∨ X ≠ x + K mod N
97 94 96 mpbiri ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X ≠ 1 x + K mod N
98 82 97 jca ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X ≠ 1 x ∧ 0 X ≠ 1 x + K mod N
99 98 orcd ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X ≠ 1 x ∧ 0 X ≠ 1 x + K mod N ∨ 1 X − K mod N ≠ 1 x ∧ 1 X − K mod N ≠ 1 x + K mod N
100 prneimg ⊢ 0 X ∈ V ∧ 1 X − K mod N ∈ V ∧ 1 x ∈ V ∧ 1 x + K mod N ∈ V → 0 X ≠ 1 x ∧ 0 X ≠ 1 x + K mod N ∨ 1 X − K mod N ≠ 1 x ∧ 1 X − K mod N ≠ 1 x + K mod N → 0 X 1 X − K mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N
101 93 99 100 mpsyl ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X 1 X − K mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N
102 25 90 101 3jca ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W ∧ x ∈ 0 ..^ N → 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N ∧ 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 1 x ∧ 0 X 1 X − K mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N
103 102 ralrimiva ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → ∀ x ∈ 0 ..^ N 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N ∧ 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 1 x ∧ 0 X 1 X − K mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N
104 ralnex ⊢ ∀ x ∈ 0 ..^ N ¬ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 1 x ∨ 0 X 1 X − K mod N = 1 x 1 x + K mod N ↔ ¬ ∃ x ∈ 0 ..^ N 0 X 1 X − K mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 1 x ∨ 0 X 1 X − K mod N = 1 x 1 x + K mod N
105 3ioran ⊢ ¬ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 1 x ∨ 0 X 1 X − K mod N = 1 x 1 x + K mod N ↔ ¬ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∧ ¬ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 1 x ∧ ¬ 0 X 1 X − K mod N = 1 x 1 x + K mod N
106 df-ne ⊢ 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N ↔ ¬ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 0 x + 1 mod N
107 df-ne ⊢ 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 1 x ↔ ¬ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 1 x
108 df-ne ⊢ 0 X 1 X − K mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N ↔ ¬ 0 X 1 X − K mod N = 1 x 1 x + K mod N
109 106 107 108 3anbi123i ⊢ 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N ∧ 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 1 x ∧ 0 X 1 X − K mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N ↔ ¬ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∧ ¬ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 1 x ∧ ¬ 0 X 1 X − K mod N = 1 x 1 x + K mod N
110 105 109 bitr4i ⊢ ¬ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 1 x ∨ 0 X 1 X − K mod N = 1 x 1 x + K mod N ↔ 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N ∧ 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 1 x ∧ 0 X 1 X − K mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N
111 110 ralbii ⊢ ∀ x ∈ 0 ..^ N ¬ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 1 x ∨ 0 X 1 X − K mod N = 1 x 1 x + K mod N ↔ ∀ x ∈ 0 ..^ N 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N ∧ 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 1 x ∧ 0 X 1 X − K mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N
112 104 111 bitr3i ⊢ ¬ ∃ x ∈ 0 ..^ N 0 X 1 X − K mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 1 x ∨ 0 X 1 X − K mod N = 1 x 1 x + K mod N ↔ ∀ x ∈ 0 ..^ N 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 0 x + 1 mod N ∧ 0 X 1 X − K mod N ≠ 0 x 1 x ∧ 0 X 1 X − K mod N ≠ 1 x 1 x + K mod N
113 103 112 sylibr ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → ¬ ∃ x ∈ 0 ..^ N 0 X 1 X − K mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 1 x ∨ 0 X 1 X − K mod N = 1 x 1 x + K mod N
114 5eluz3 ⊢ 5 ∈ ℤ ≥ 3
115 eleq1 ⊢ N = 5 → N ∈ ℤ ≥ 3 ↔ 5 ∈ ℤ ≥ 3
116 114 115 mpbiri ⊢ N = 5 → N ∈ ℤ ≥ 3
117 eqid ⊢ 0 ..^ N = 0 ..^ N
118 117 1 2 4 gpgedgel ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J → 0 X 1 X − K mod N ∈ E ↔ ∃ x ∈ 0 ..^ N 0 X 1 X − K mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 1 x ∨ 0 X 1 X − K mod N = 1 x 1 x + K mod N
119 116 118 sylan ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J → 0 X 1 X − K mod N ∈ E ↔ ∃ x ∈ 0 ..^ N 0 X 1 X − K mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 1 x ∨ 0 X 1 X − K mod N = 1 x 1 x + K mod N
120 119 adantr ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → 0 X 1 X − K mod N ∈ E ↔ ∃ x ∈ 0 ..^ N 0 X 1 X − K mod N = 0 x 0 x + 1 mod N ∨ 0 X 1 X − K mod N = 0 x 1 x ∨ 0 X 1 X − K mod N = 1 x 1 x + K mod N
121 113 120 mtbird ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → ¬ 0 X 1 X − K mod N ∈ E
122 df-nel ⊢ 0 X 1 X − K mod N ∉ E ↔ ¬ 0 X 1 X − K mod N ∈ E
123 121 122 sylibr ⊢ N = 5 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ W → 0 X 1 X − K mod N ∉ E