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Theorem gpgedg2iv

Description: The edges of the generalized Petersen graph GPG(N,K) between two inside vertices. (Contributed by AV, 20-Nov-2025)

Ref Expression
Hypotheses gpgedgiov.j ⊢ J = 1 ..^ N 2
gpgedgiov.i ⊢ I = 0 ..^ N
gpgedgiov.g No typesetting found for |- G = ( N gPetersenGr K ) with typecode |-
gpgedgiov.e ⊢ E = Edg ⁡ G
Assertion gpgedg2iv ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y − K mod N 1 X ∈ E ∧ 1 X 1 Y + K mod N ∈ E ↔ X = Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gpgedgiov.j ⊢ J = 1 ..^ N 2
2 gpgedgiov.i ⊢ I = 0 ..^ N
3 gpgedgiov.g Could not format G = ( N gPetersenGr K ) : No typesetting found for |- G = ( N gPetersenGr K ) with typecode |-
4 gpgedgiov.e ⊢ E = Edg ⁡ G
5 prcom ⊢ 1 Y − K mod N 1 X = 1 X 1 Y − K mod N
6 5 eleq1i ⊢ 1 Y − K mod N 1 X ∈ E ↔ 1 X 1 Y − K mod N ∈ E
7 uzuzle35 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 → N ∈ ℤ ≥ 3
8 simpl ⊢ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → K ∈ J
9 7 8 anim12i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J
10 9 3adant2 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J
11 10 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 X 1 Y − K mod N ∈ E → N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J
12 1ex ⊢ 1 ∈ V
13 12 a1i ⊢ Y ∈ I → 1 ∈ V
14 13 anim1i ⊢ Y ∈ I ∧ X ∈ I → 1 ∈ V ∧ X ∈ I
15 14 ancoms ⊢ X ∈ I ∧ Y ∈ I → 1 ∈ V ∧ X ∈ I
16 op1stg ⊢ 1 ∈ V ∧ X ∈ I → 1 st ⁡ 1 X = 1
17 15 16 syl ⊢ X ∈ I ∧ Y ∈ I → 1 st ⁡ 1 X = 1
18 17 3ad2ant2 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 st ⁡ 1 X = 1
19 18 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 X 1 Y − K mod N ∈ E → 1 st ⁡ 1 X = 1
20 simpr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 X 1 Y − K mod N ∈ E → 1 X 1 Y − K mod N ∈ E
21 eqid ⊢ Vtx ⁡ G = Vtx ⁡ G
22 1 3 21 4 gpgvtxedg1 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ 1 st ⁡ 1 X = 1 ∧ 1 X 1 Y − K mod N ∈ E → 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N
23 11 19 20 22 syl3anc ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 X 1 Y − K mod N ∈ E → 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N
24 23 ex ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 X 1 Y − K mod N ∈ E → 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N
25 6 24 biimtrid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y − K mod N 1 X ∈ E → 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N
26 10 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 X 1 Y + K mod N ∈ E → N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J
27 18 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 X 1 Y + K mod N ∈ E → 1 st ⁡ 1 X = 1
28 simpr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 X 1 Y + K mod N ∈ E → 1 X 1 Y + K mod N ∈ E
29 1 3 21 4 gpgvtxedg1 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ 1 st ⁡ 1 X = 1 ∧ 1 X 1 Y + K mod N ∈ E → 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y + K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N
30 26 27 28 29 syl3anc ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 X 1 Y + K mod N ∈ E → 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y + K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N
31 30 ex ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 X 1 Y + K mod N ∈ E → 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y + K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N
32 ovex ⊢ Y + K mod N ∈ V
33 12 32 opth ⊢ 1 Y + K mod N = 1 X + K mod N ↔ 1 = 1 ∧ Y + K mod N = X + K mod N
34 7 3ad2ant1 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → N ∈ ℤ ≥ 3
35 simp2 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → X ∈ I ∧ Y ∈ I
36 35 ancomd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → Y ∈ I ∧ X ∈ I
37 elfzoelz ⊢ K ∈ 1 ..^ N 2 → K ∈ ℤ
38 37 1 eleq2s ⊢ K ∈ J → K ∈ ℤ
39 38 adantr ⊢ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → K ∈ ℤ
40 39 3ad2ant3 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → K ∈ ℤ
41 2 modaddid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ Y ∈ I ∧ X ∈ I ∧ K ∈ ℤ → Y + K mod N = X + K mod N ↔ Y = X
42 34 36 40 41 syl3anc ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → Y + K mod N = X + K mod N ↔ Y = X
43 42 biimpa ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ Y + K mod N = X + K mod N → Y = X
44 43 eqcomd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ Y + K mod N = X + K mod N → X = Y
45 44 ex ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → Y + K mod N = X + K mod N → X = Y
46 45 adantld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 = 1 ∧ Y + K mod N = X + K mod N → X = Y
47 33 46 biimtrid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y + K mod N = 1 X + K mod N → X = Y
48 47 a1dd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y + K mod N = 1 X + K mod N → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N → X = Y
49 12 32 opth ⊢ 1 Y + K mod N = 0 X ↔ 1 = 0 ∧ Y + K mod N = X
50 49 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y + K mod N = 0 X ↔ 1 = 0 ∧ Y + K mod N = X
51 ax-1ne0 ⊢ 1 ≠ 0
52 eqneqall ⊢ 1 = 0 → 1 ≠ 0 → Y + K mod N = X → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N → X = Y
53 51 52 mpi ⊢ 1 = 0 → Y + K mod N = X → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N → X = Y
54 53 imp ⊢ 1 = 0 ∧ Y + K mod N = X → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N → X = Y
55 50 54 biimtrdi ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y + K mod N = 0 X → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N → X = Y
56 55 imp ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 Y + K mod N = 0 X → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N → X = Y
57 ovex ⊢ Y − K mod N ∈ V
58 12 57 opth ⊢ 1 Y − K mod N = 0 X ↔ 1 = 0 ∧ Y − K mod N = X
59 58 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 Y + K mod N = 0 X → 1 Y − K mod N = 0 X ↔ 1 = 0 ∧ Y − K mod N = X
60 eqneqall ⊢ 1 = 0 → 1 ≠ 0 → Y − K mod N = X → X = Y
61 51 60 mpi ⊢ 1 = 0 → Y − K mod N = X → X = Y
62 61 imp ⊢ 1 = 0 ∧ Y − K mod N = X → X = Y
63 59 62 biimtrdi ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 Y + K mod N = 0 X → 1 Y − K mod N = 0 X → X = Y
64 51 orci ⊢ 1 ≠ 0 ∨ Y + K mod N ≠ X
65 12 32 opthne ⊢ 1 Y + K mod N ≠ 0 X ↔ 1 ≠ 0 ∨ Y + K mod N ≠ X
66 64 65 mpbir ⊢ 1 Y + K mod N ≠ 0 X
67 66 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y + K mod N ≠ 0 X
68 eqneqall ⊢ 1 Y + K mod N = 0 X → 1 Y + K mod N ≠ 0 X → 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N → X = Y
69 67 68 mpan9 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 Y + K mod N = 0 X → 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N → X = Y
70 56 63 69 3jaod ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 Y + K mod N = 0 X → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N → X = Y
71 70 ex ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y + K mod N = 0 X → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N → X = Y
72 12 32 opth ⊢ 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N ↔ 1 = 1 ∧ Y + K mod N = X − K mod N
73 12 57 opth ⊢ 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N ↔ 1 = 1 ∧ Y − K mod N = X + K mod N
74 eluz3nn ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 → N ∈ ℕ
75 7 74 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 → N ∈ ℕ
76 75 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I → N ∈ ℕ
77 76 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J → N ∈ ℕ
78 elfzoelz ⊢ X ∈ 0 ..^ N → X ∈ ℤ
79 78 2 eleq2s ⊢ X ∈ I → X ∈ ℤ
80 79 ad2antrl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I → X ∈ ℤ
81 80 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J → X ∈ ℤ
82 elfzoelz ⊢ Y ∈ 0 ..^ N → Y ∈ ℤ
83 82 2 eleq2s ⊢ Y ∈ I → Y ∈ ℤ
84 83 ad2antll ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I → Y ∈ ℤ
85 84 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J → Y ∈ ℤ
86 38 adantl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J → K ∈ ℤ
87 modmkpkne ⊢ N ∈ ℕ ∧ X ∈ ℤ ∧ Y ∈ ℤ ∧ K ∈ ℤ → Y − K mod N = X + K mod N → Y + K mod N = X − K mod N ↔ 4 ⁢ K mod N = 0
88 77 81 85 86 87 syl13anc ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J → Y − K mod N = X + K mod N → Y + K mod N = X − K mod N ↔ 4 ⁢ K mod N = 0
89 88 imp ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ Y − K mod N = X + K mod N → Y + K mod N = X − K mod N ↔ 4 ⁢ K mod N = 0
90 eqneqall ⊢ 4 ⁢ K mod N = 0 → 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → X = Y
91 89 90 biimtrdi ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ Y − K mod N = X + K mod N → Y + K mod N = X − K mod N → 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → X = Y
92 91 expimpd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J → Y − K mod N = X + K mod N ∧ Y + K mod N = X − K mod N → 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → X = Y
93 92 com23 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J → 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → Y − K mod N = X + K mod N ∧ Y + K mod N = X − K mod N → X = Y
94 93 expimpd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I → K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → Y − K mod N = X + K mod N ∧ Y + K mod N = X − K mod N → X = Y
95 94 3impia ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → Y − K mod N = X + K mod N ∧ Y + K mod N = X − K mod N → X = Y
96 95 expd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → Y − K mod N = X + K mod N → Y + K mod N = X − K mod N → X = Y
97 96 adantld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 = 1 ∧ Y − K mod N = X + K mod N → Y + K mod N = X − K mod N → X = Y
98 73 97 biimtrid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N → Y + K mod N = X − K mod N → X = Y
99 98 com23 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → Y + K mod N = X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N → X = Y
100 99 adantld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 = 1 ∧ Y + K mod N = X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N → X = Y
101 72 100 biimtrid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N → X = Y
102 101 imp ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N → X = Y
103 51 orci ⊢ 1 ≠ 0 ∨ Y − K mod N ≠ X
104 12 57 opthne ⊢ 1 Y − K mod N ≠ 0 X ↔ 1 ≠ 0 ∨ Y − K mod N ≠ X
105 103 104 mpbir ⊢ 1 Y − K mod N ≠ 0 X
106 eqneqall ⊢ 1 Y − K mod N = 0 X → 1 Y − K mod N ≠ 0 X → X = Y
107 105 106 mpi ⊢ 1 Y − K mod N = 0 X → X = Y
108 107 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 0 X → X = Y
109 eqeq2 ⊢ 1 X − K mod N = 1 Y + K mod N → 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N ↔ 1 Y − K mod N = 1 Y + K mod N
110 109 eqcoms ⊢ 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N ↔ 1 Y − K mod N = 1 Y + K mod N
111 110 adantl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N ↔ 1 Y − K mod N = 1 Y + K mod N
112 12 57 opth ⊢ 1 Y − K mod N = 1 Y + K mod N ↔ 1 = 1 ∧ Y − K mod N = Y + K mod N
113 simpr ⊢ X ∈ I ∧ Y ∈ I → Y ∈ I
114 1 2 modmknepk ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J → Y − K mod N ≠ Y + K mod N
115 7 113 8 114 syl3an ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → Y − K mod N ≠ Y + K mod N
116 eqneqall ⊢ Y − K mod N = Y + K mod N → Y − K mod N ≠ Y + K mod N → X = Y
117 115 116 syl5com ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → Y − K mod N = Y + K mod N → X = Y
118 117 adantld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 = 1 ∧ Y − K mod N = Y + K mod N → X = Y
119 112 118 biimtrid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y − K mod N = 1 Y + K mod N → X = Y
120 119 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 Y + K mod N → X = Y
121 111 120 sylbid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N → X = Y
122 102 108 121 3jaod ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 ∧ 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N → X = Y
123 122 ex ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N → X = Y
124 48 71 123 3jaod ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y + K mod N = 1 X + K mod N ∨ 1 Y + K mod N = 0 X ∨ 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N → X = Y
125 op2ndg ⊢ 1 ∈ V ∧ X ∈ I → 2 nd ⁡ 1 X = X
126 15 125 syl ⊢ X ∈ I ∧ Y ∈ I → 2 nd ⁡ 1 X = X
127 126 3ad2ant2 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 2 nd ⁡ 1 X = X
128 oveq1 ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 2 nd ⁡ 1 X + K = X + K
129 128 oveq1d ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 2 nd ⁡ 1 X + K mod N = X + K mod N
130 129 opeq2d ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N = 1 X + K mod N
131 130 eqeq2d ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ↔ 1 Y + K mod N = 1 X + K mod N
132 opeq2 ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 0 2 nd ⁡ 1 X = 0 X
133 132 eqeq2d ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 1 Y + K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ↔ 1 Y + K mod N = 0 X
134 oveq1 ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 2 nd ⁡ 1 X − K = X − K
135 134 oveq1d ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 2 nd ⁡ 1 X − K mod N = X − K mod N
136 135 opeq2d ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N = 1 X − K mod N
137 136 eqeq2d ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N ↔ 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N
138 131 133 137 3orbi123d ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y + K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N ↔ 1 Y + K mod N = 1 X + K mod N ∨ 1 Y + K mod N = 0 X ∨ 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N
139 130 eqeq2d ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ↔ 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N
140 132 eqeq2d ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 1 Y − K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ↔ 1 Y − K mod N = 0 X
141 136 eqeq2d ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N ↔ 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N
142 139 140 141 3orbi123d ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N ↔ 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N
143 142 imbi1d ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N → X = Y ↔ 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N → X = Y
144 138 143 imbi12d ⊢ 2 nd ⁡ 1 X = X → 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y + K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N → X = Y ↔ 1 Y + K mod N = 1 X + K mod N ∨ 1 Y + K mod N = 0 X ∨ 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N → X = Y
145 127 144 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y + K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N → X = Y ↔ 1 Y + K mod N = 1 X + K mod N ∨ 1 Y + K mod N = 0 X ∨ 1 Y + K mod N = 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 X − K mod N → X = Y
146 124 145 mpbird ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y + K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y + K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N → 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N → X = Y
147 31 146 syld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 X 1 Y + K mod N ∈ E → 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N → X = Y
148 147 com23 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X + K mod N ∨ 1 Y − K mod N = 0 2 nd ⁡ 1 X ∨ 1 Y − K mod N = 1 2 nd ⁡ 1 X − K mod N → 1 X 1 Y + K mod N ∈ E → X = Y
149 25 148 syld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y − K mod N 1 X ∈ E → 1 X 1 Y + K mod N ∈ E → X = Y
150 149 impd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y − K mod N 1 X ∈ E ∧ 1 X 1 Y + K mod N ∈ E → X = Y
151 eqid ⊢ 1 = 1
152 151 olci ⊢ 1 = 0 ∨ 1 = 1
153 152 2a1i ⊢ Y ∈ I → X ∈ I → 1 = 0 ∨ 1 = 1
154 153 imdistanri ⊢ X ∈ I ∧ Y ∈ I → 1 = 0 ∨ 1 = 1 ∧ Y ∈ I
155 154 3ad2ant2 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 = 0 ∨ 1 = 1 ∧ Y ∈ I
156 2 1 3 21 opgpgvtx ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J → 1 Y ∈ Vtx ⁡ G ↔ 1 = 0 ∨ 1 = 1 ∧ Y ∈ I
157 9 156 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y ∈ Vtx ⁡ G ↔ 1 = 0 ∨ 1 = 1 ∧ Y ∈ I
158 157 3adant2 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y ∈ Vtx ⁡ G ↔ 1 = 0 ∨ 1 = 1 ∧ Y ∈ I
159 155 158 mpbird ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y ∈ Vtx ⁡ G
160 12 a1i ⊢ X ∈ I → 1 ∈ V
161 op1stg ⊢ 1 ∈ V ∧ Y ∈ I → 1 st ⁡ 1 Y = 1
162 160 161 sylan ⊢ X ∈ I ∧ Y ∈ I → 1 st ⁡ 1 Y = 1
163 162 3ad2ant2 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 st ⁡ 1 Y = 1
164 1 3 21 4 gpgedgvtx1 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ 1 Y ∈ Vtx ⁡ G ∧ 1 st ⁡ 1 Y = 1 → 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y + K mod N ∈ E ∧ 1 Y 0 2 nd ⁡ 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N ∈ E
165 10 159 163 164 syl12anc ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y + K mod N ∈ E ∧ 1 Y 0 2 nd ⁡ 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N ∈ E
166 op2ndg ⊢ 1 ∈ V ∧ Y ∈ I → 2 nd ⁡ 1 Y = Y
167 12 166 mpan ⊢ Y ∈ I → 2 nd ⁡ 1 Y = Y
168 oveq1 ⊢ 2 nd ⁡ 1 Y = Y → 2 nd ⁡ 1 Y − K = Y − K
169 168 oveq1d ⊢ 2 nd ⁡ 1 Y = Y → 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N = Y − K mod N
170 169 opeq2d ⊢ 2 nd ⁡ 1 Y = Y → 1 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N = 1 Y − K mod N
171 170 preq2d ⊢ 2 nd ⁡ 1 Y = Y → 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N = 1 Y 1 Y − K mod N
172 prcom ⊢ 1 Y 1 Y − K mod N = 1 Y − K mod N 1 Y
173 171 172 eqtrdi ⊢ 2 nd ⁡ 1 Y = Y → 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N = 1 Y − K mod N 1 Y
174 173 eleq1d ⊢ 2 nd ⁡ 1 Y = Y → 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N ∈ E ↔ 1 Y − K mod N 1 Y ∈ E
175 oveq1 ⊢ 2 nd ⁡ 1 Y = Y → 2 nd ⁡ 1 Y + K = Y + K
176 175 oveq1d ⊢ 2 nd ⁡ 1 Y = Y → 2 nd ⁡ 1 Y + K mod N = Y + K mod N
177 176 opeq2d ⊢ 2 nd ⁡ 1 Y = Y → 1 2 nd ⁡ 1 Y + K mod N = 1 Y + K mod N
178 177 preq2d ⊢ 2 nd ⁡ 1 Y = Y → 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y + K mod N = 1 Y 1 Y + K mod N
179 178 eleq1d ⊢ 2 nd ⁡ 1 Y = Y → 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y + K mod N ∈ E ↔ 1 Y 1 Y + K mod N ∈ E
180 174 179 anbi12d ⊢ 2 nd ⁡ 1 Y = Y → 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N ∈ E ∧ 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y + K mod N ∈ E ↔ 1 Y − K mod N 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 Y + K mod N ∈ E
181 167 180 syl ⊢ Y ∈ I → 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N ∈ E ∧ 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y + K mod N ∈ E ↔ 1 Y − K mod N 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 Y + K mod N ∈ E
182 181 biimpcd ⊢ 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N ∈ E ∧ 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y + K mod N ∈ E → Y ∈ I → 1 Y − K mod N 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 Y + K mod N ∈ E
183 182 ancoms ⊢ 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y + K mod N ∈ E ∧ 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N ∈ E → Y ∈ I → 1 Y − K mod N 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 Y + K mod N ∈ E
184 183 3adant2 ⊢ 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y + K mod N ∈ E ∧ 1 Y 0 2 nd ⁡ 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N ∈ E → Y ∈ I → 1 Y − K mod N 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 Y + K mod N ∈ E
185 184 com12 ⊢ Y ∈ I → 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y + K mod N ∈ E ∧ 1 Y 0 2 nd ⁡ 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N ∈ E → 1 Y − K mod N 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 Y + K mod N ∈ E
186 185 adantl ⊢ X ∈ I ∧ Y ∈ I → 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y + K mod N ∈ E ∧ 1 Y 0 2 nd ⁡ 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N ∈ E → 1 Y − K mod N 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 Y + K mod N ∈ E
187 186 3ad2ant2 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y + K mod N ∈ E ∧ 1 Y 0 2 nd ⁡ 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 2 nd ⁡ 1 Y − K mod N ∈ E → 1 Y − K mod N 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 Y + K mod N ∈ E
188 165 187 mpd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y − K mod N 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 Y + K mod N ∈ E
189 opeq2 ⊢ X = Y → 1 X = 1 Y
190 189 preq2d ⊢ X = Y → 1 Y − K mod N 1 X = 1 Y − K mod N 1 Y
191 190 eleq1d ⊢ X = Y → 1 Y − K mod N 1 X ∈ E ↔ 1 Y − K mod N 1 Y ∈ E
192 189 preq1d ⊢ X = Y → 1 X 1 Y + K mod N = 1 Y 1 Y + K mod N
193 192 eleq1d ⊢ X = Y → 1 X 1 Y + K mod N ∈ E ↔ 1 Y 1 Y + K mod N ∈ E
194 191 193 anbi12d ⊢ X = Y → 1 Y − K mod N 1 X ∈ E ∧ 1 X 1 Y + K mod N ∈ E ↔ 1 Y − K mod N 1 Y ∈ E ∧ 1 Y 1 Y + K mod N ∈ E
195 188 194 syl5ibrcom ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → X = Y → 1 Y − K mod N 1 X ∈ E ∧ 1 X 1 Y + K mod N ∈ E
196 150 195 impbid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 5 ∧ X ∈ I ∧ Y ∈ I ∧ K ∈ J ∧ 4 ⁢ K mod N ≠ 0 → 1 Y − K mod N 1 X ∈ E ∧ 1 X 1 Y + K mod N ∈ E ↔ X = Y