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Theorem gpgvtx0

Description: The outside vertices in a generalized Petersen graph G . (Contributed by AV, 30-Aug-2025)

Ref Expression
Hypotheses gpgvtx0.j ⊢ J = 1 ..^ N 2
gpgvtx0.g No typesetting found for |- G = ( N gPetersenGr K ) with typecode |-
gpgvtx0.v ⊢ V = Vtx ⁡ G
Assertion gpgvtx0 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ V → 0 2 nd ⁡ X + 1 mod N ∈ V ∧ 0 2 nd ⁡ X ∈ V ∧ 0 2 nd ⁡ X − 1 mod N ∈ V

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gpgvtx0.j ⊢ J = 1 ..^ N 2
2 gpgvtx0.g Could not format G = ( N gPetersenGr K ) : No typesetting found for |- G = ( N gPetersenGr K ) with typecode |-
3 gpgvtx0.v ⊢ V = Vtx ⁡ G
4 eqid ⊢ 0 ..^ N = 0 ..^ N
5 4 1 2 3 gpgvtxel ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J → X ∈ V ↔ ∃ x ∈ 0 1 ∃ y ∈ 0 ..^ N X = x y
6 2 fveq2i Could not format ( Vtx ` G ) = ( Vtx ` ( N gPetersenGr K ) ) : No typesetting found for |- ( Vtx ` G ) = ( Vtx ` ( N gPetersenGr K ) ) with typecode |-
7 3 6 eqtri Could not format V = ( Vtx ` ( N gPetersenGr K ) ) : No typesetting found for |- V = ( Vtx ` ( N gPetersenGr K ) ) with typecode |-
8 eluz3nn ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 → N ∈ ℕ
9 1 4 gpgvtx Could not format ( ( N e. NN /\ K e. J ) -> ( Vtx ` ( N gPetersenGr K ) ) = ( { 0 , 1 } X. ( 0 ..^ N ) ) ) : No typesetting found for |- ( ( N e. NN /\ K e. J ) -> ( Vtx ` ( N gPetersenGr K ) ) = ( { 0 , 1 } X. ( 0 ..^ N ) ) ) with typecode |-
10 8 9 sylan Could not format ( ( N e. ( ZZ>= ` 3 ) /\ K e. J ) -> ( Vtx ` ( N gPetersenGr K ) ) = ( { 0 , 1 } X. ( 0 ..^ N ) ) ) : No typesetting found for |- ( ( N e. ( ZZ>= ` 3 ) /\ K e. J ) -> ( Vtx ` ( N gPetersenGr K ) ) = ( { 0 , 1 } X. ( 0 ..^ N ) ) ) with typecode |-
11 10 adantr Could not format ( ( ( N e. ( ZZ>= ` 3 ) /\ K e. J ) /\ ( x e. { 0 , 1 } /\ y e. ( 0 ..^ N ) ) ) -> ( Vtx ` ( N gPetersenGr K ) ) = ( { 0 , 1 } X. ( 0 ..^ N ) ) ) : No typesetting found for |- ( ( ( N e. ( ZZ>= ` 3 ) /\ K e. J ) /\ ( x e. { 0 , 1 } /\ y e. ( 0 ..^ N ) ) ) -> ( Vtx ` ( N gPetersenGr K ) ) = ( { 0 , 1 } X. ( 0 ..^ N ) ) ) with typecode |-
12 7 11 eqtrid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → V = 0 1 × 0 ..^ N
13 0elpr01 ⊢ 0 ∈ 0 1
14 13 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ y ∈ 0 ..^ N → 0 ∈ 0 1
15 elfzoelz ⊢ y ∈ 0 ..^ N → y ∈ ℤ
16 15 peano2zd ⊢ y ∈ 0 ..^ N → y + 1 ∈ ℤ
17 zmodfzo ⊢ y + 1 ∈ ℤ ∧ N ∈ ℕ → y + 1 mod N ∈ 0 ..^ N
18 16 8 17 syl2anr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ y ∈ 0 ..^ N → y + 1 mod N ∈ 0 ..^ N
19 14 18 opelxpd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ y ∈ 0 ..^ N → 0 y + 1 mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
20 simpr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ y ∈ 0 ..^ N → y ∈ 0 ..^ N
21 14 20 opelxpd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ y ∈ 0 ..^ N → 0 y ∈ 0 1 × 0 ..^ N
22 1zzd ⊢ y ∈ 0 ..^ N → 1 ∈ ℤ
23 15 22 zsubcld ⊢ y ∈ 0 ..^ N → y − 1 ∈ ℤ
24 zmodfzo ⊢ y − 1 ∈ ℤ ∧ N ∈ ℕ → y − 1 mod N ∈ 0 ..^ N
25 23 8 24 syl2anr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ y ∈ 0 ..^ N → y − 1 mod N ∈ 0 ..^ N
26 14 25 opelxpd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ y ∈ 0 ..^ N → 0 y − 1 mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
27 19 21 26 3jca ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ y ∈ 0 ..^ N → 0 y + 1 mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 0 y ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 0 y − 1 mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
28 27 ad2ant2rl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → 0 y + 1 mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 0 y ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 0 y − 1 mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
29 28 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N ∧ V = 0 1 × 0 ..^ N → 0 y + 1 mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 0 y ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 0 y − 1 mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
30 eleq2 ⊢ V = 0 1 × 0 ..^ N → 0 y + 1 mod N ∈ V ↔ 0 y + 1 mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
31 eleq2 ⊢ V = 0 1 × 0 ..^ N → 0 y ∈ V ↔ 0 y ∈ 0 1 × 0 ..^ N
32 eleq2 ⊢ V = 0 1 × 0 ..^ N → 0 y − 1 mod N ∈ V ↔ 0 y − 1 mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
33 30 31 32 3anbi123d ⊢ V = 0 1 × 0 ..^ N → 0 y + 1 mod N ∈ V ∧ 0 y ∈ V ∧ 0 y − 1 mod N ∈ V ↔ 0 y + 1 mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 0 y ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 0 y − 1 mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
34 33 adantl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N ∧ V = 0 1 × 0 ..^ N → 0 y + 1 mod N ∈ V ∧ 0 y ∈ V ∧ 0 y − 1 mod N ∈ V ↔ 0 y + 1 mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 0 y ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 0 y − 1 mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
35 29 34 mpbird ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N ∧ V = 0 1 × 0 ..^ N → 0 y + 1 mod N ∈ V ∧ 0 y ∈ V ∧ 0 y − 1 mod N ∈ V
36 12 35 mpdan ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → 0 y + 1 mod N ∈ V ∧ 0 y ∈ V ∧ 0 y − 1 mod N ∈ V
37 vex ⊢ x ∈ V
38 vex ⊢ y ∈ V
39 37 38 op2ndd ⊢ X = x y → 2 nd ⁡ X = y
40 oveq1 ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 2 nd ⁡ X + 1 = y + 1
41 40 oveq1d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 2 nd ⁡ X + 1 mod N = y + 1 mod N
42 41 opeq2d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 0 2 nd ⁡ X + 1 mod N = 0 y + 1 mod N
43 42 eleq1d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 0 2 nd ⁡ X + 1 mod N ∈ V ↔ 0 y + 1 mod N ∈ V
44 opeq2 ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 0 2 nd ⁡ X = 0 y
45 44 eleq1d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 0 2 nd ⁡ X ∈ V ↔ 0 y ∈ V
46 oveq1 ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 2 nd ⁡ X − 1 = y − 1
47 46 oveq1d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 2 nd ⁡ X − 1 mod N = y − 1 mod N
48 47 opeq2d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 0 2 nd ⁡ X − 1 mod N = 0 y − 1 mod N
49 48 eleq1d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 0 2 nd ⁡ X − 1 mod N ∈ V ↔ 0 y − 1 mod N ∈ V
50 43 45 49 3anbi123d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 0 2 nd ⁡ X + 1 mod N ∈ V ∧ 0 2 nd ⁡ X ∈ V ∧ 0 2 nd ⁡ X − 1 mod N ∈ V ↔ 0 y + 1 mod N ∈ V ∧ 0 y ∈ V ∧ 0 y − 1 mod N ∈ V
51 39 50 syl ⊢ X = x y → 0 2 nd ⁡ X + 1 mod N ∈ V ∧ 0 2 nd ⁡ X ∈ V ∧ 0 2 nd ⁡ X − 1 mod N ∈ V ↔ 0 y + 1 mod N ∈ V ∧ 0 y ∈ V ∧ 0 y − 1 mod N ∈ V
52 36 51 syl5ibrcom ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → X = x y → 0 2 nd ⁡ X + 1 mod N ∈ V ∧ 0 2 nd ⁡ X ∈ V ∧ 0 2 nd ⁡ X − 1 mod N ∈ V
53 52 rexlimdvva ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J → ∃ x ∈ 0 1 ∃ y ∈ 0 ..^ N X = x y → 0 2 nd ⁡ X + 1 mod N ∈ V ∧ 0 2 nd ⁡ X ∈ V ∧ 0 2 nd ⁡ X − 1 mod N ∈ V
54 5 53 sylbid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J → X ∈ V → 0 2 nd ⁡ X + 1 mod N ∈ V ∧ 0 2 nd ⁡ X ∈ V ∧ 0 2 nd ⁡ X − 1 mod N ∈ V
55 54 imp ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ V → 0 2 nd ⁡ X + 1 mod N ∈ V ∧ 0 2 nd ⁡ X ∈ V ∧ 0 2 nd ⁡ X − 1 mod N ∈ V