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Theorem gpgvtx1

Description: The inside vertices in a generalized Petersen graph G . (Contributed by AV, 28-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 gpgvtx1 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ V → 1 2 nd ⁡ X + K mod N ∈ V ∧ 1 2 nd ⁡ X ∈ V ∧ 1 2 nd ⁡ X − K 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 1elpr01 ⊢ 1 ∈ 0 1
14 13 a1i ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → 1 ∈ 0 1
15 elfzoelz ⊢ y ∈ 0 ..^ N → y ∈ ℤ
16 15 adantl ⊢ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → y ∈ ℤ
17 16 adantl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → y ∈ ℤ
18 elfzoelz ⊢ K ∈ 1 ..^ N 2 → K ∈ ℤ
19 18 1 eleq2s ⊢ K ∈ J → K ∈ ℤ
20 19 adantl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J → K ∈ ℤ
21 20 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → K ∈ ℤ
22 17 21 zaddcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → y + K ∈ ℤ
23 8 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J → N ∈ ℕ
24 23 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → N ∈ ℕ
25 zmodfzo ⊢ y + K ∈ ℤ ∧ N ∈ ℕ → y + K mod N ∈ 0 ..^ N
26 22 24 25 syl2anc ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → y + K mod N ∈ 0 ..^ N
27 14 26 opelxpd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → 1 y + K mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
28 simprr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → y ∈ 0 ..^ N
29 14 28 opelxpd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → 1 y ∈ 0 1 × 0 ..^ N
30 17 21 zsubcld ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → y − K ∈ ℤ
31 zmodfzo ⊢ y − K ∈ ℤ ∧ N ∈ ℕ → y − K mod N ∈ 0 ..^ N
32 30 24 31 syl2anc ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → y − K mod N ∈ 0 ..^ N
33 14 32 opelxpd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → 1 y − K mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
34 27 29 33 3jca ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → 1 y + K mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 1 y ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 1 y − K mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
35 34 adantr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N ∧ V = 0 1 × 0 ..^ N → 1 y + K mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 1 y ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 1 y − K mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
36 eleq2 ⊢ V = 0 1 × 0 ..^ N → 1 y + K mod N ∈ V ↔ 1 y + K mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
37 eleq2 ⊢ V = 0 1 × 0 ..^ N → 1 y ∈ V ↔ 1 y ∈ 0 1 × 0 ..^ N
38 eleq2 ⊢ V = 0 1 × 0 ..^ N → 1 y − K mod N ∈ V ↔ 1 y − K mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
39 36 37 38 3anbi123d ⊢ V = 0 1 × 0 ..^ N → 1 y + K mod N ∈ V ∧ 1 y ∈ V ∧ 1 y − K mod N ∈ V ↔ 1 y + K mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 1 y ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 1 y − K mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
40 39 adantl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N ∧ V = 0 1 × 0 ..^ N → 1 y + K mod N ∈ V ∧ 1 y ∈ V ∧ 1 y − K mod N ∈ V ↔ 1 y + K mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 1 y ∈ 0 1 × 0 ..^ N ∧ 1 y − K mod N ∈ 0 1 × 0 ..^ N
41 35 40 mpbird ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N ∧ V = 0 1 × 0 ..^ N → 1 y + K mod N ∈ V ∧ 1 y ∈ V ∧ 1 y − K mod N ∈ V
42 12 41 mpdan ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → 1 y + K mod N ∈ V ∧ 1 y ∈ V ∧ 1 y − K mod N ∈ V
43 vex ⊢ x ∈ V
44 vex ⊢ y ∈ V
45 43 44 op2ndd ⊢ X = x y → 2 nd ⁡ X = y
46 oveq1 ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 2 nd ⁡ X + K = y + K
47 46 oveq1d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 2 nd ⁡ X + K mod N = y + K mod N
48 47 opeq2d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 1 2 nd ⁡ X + K mod N = 1 y + K mod N
49 48 eleq1d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 1 2 nd ⁡ X + K mod N ∈ V ↔ 1 y + K mod N ∈ V
50 opeq2 ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 1 2 nd ⁡ X = 1 y
51 50 eleq1d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 1 2 nd ⁡ X ∈ V ↔ 1 y ∈ V
52 oveq1 ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 2 nd ⁡ X − K = y − K
53 52 oveq1d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 2 nd ⁡ X − K mod N = y − K mod N
54 53 opeq2d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 1 2 nd ⁡ X − K mod N = 1 y − K mod N
55 54 eleq1d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 1 2 nd ⁡ X − K mod N ∈ V ↔ 1 y − K mod N ∈ V
56 49 51 55 3anbi123d ⊢ 2 nd ⁡ X = y → 1 2 nd ⁡ X + K mod N ∈ V ∧ 1 2 nd ⁡ X ∈ V ∧ 1 2 nd ⁡ X − K mod N ∈ V ↔ 1 y + K mod N ∈ V ∧ 1 y ∈ V ∧ 1 y − K mod N ∈ V
57 45 56 syl ⊢ X = x y → 1 2 nd ⁡ X + K mod N ∈ V ∧ 1 2 nd ⁡ X ∈ V ∧ 1 2 nd ⁡ X − K mod N ∈ V ↔ 1 y + K mod N ∈ V ∧ 1 y ∈ V ∧ 1 y − K mod N ∈ V
58 42 57 syl5ibrcom ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 ..^ N → X = x y → 1 2 nd ⁡ X + K mod N ∈ V ∧ 1 2 nd ⁡ X ∈ V ∧ 1 2 nd ⁡ X − K mod N ∈ V
59 58 rexlimdvva ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J → ∃ x ∈ 0 1 ∃ y ∈ 0 ..^ N X = x y → 1 2 nd ⁡ X + K mod N ∈ V ∧ 1 2 nd ⁡ X ∈ V ∧ 1 2 nd ⁡ X − K mod N ∈ V
60 5 59 sylbid ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J → X ∈ V → 1 2 nd ⁡ X + K mod N ∈ V ∧ 1 2 nd ⁡ X ∈ V ∧ 1 2 nd ⁡ X − K mod N ∈ V
61 60 imp ⊢ N ∈ ℤ ≥ 3 ∧ K ∈ J ∧ X ∈ V → 1 2 nd ⁡ X + K mod N ∈ V ∧ 1 2 nd ⁡ X ∈ V ∧ 1 2 nd ⁡ X − K mod N ∈ V