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Theorem grlimgrtrilem2

Description: Lemma 3 for grlimgrtri . (Contributed by AV, 23-Aug-2025)

Ref Expression
Hypotheses grlimgrtrilem1.v 𝑉 = ( Vtx ‘ 𝐺 )
grlimgrtrilem1.n 𝑁 = ( 𝐺 ClNeighbVtx 𝑎 )
grlimgrtrilem1.i 𝐼 = ( Edg ‘ 𝐺 )
grlimgrtrilem1.k 𝐾 = { 𝑥𝐼𝑥𝑁 }
grlimgrtrilem2.m 𝑀 = ( 𝐻 ClNeighbVtx ( 𝐹𝑎 ) )
grlimgrtrilem2.j 𝐽 = ( Edg ‘ 𝐻 )
grlimgrtrilem2.l 𝐿 = { 𝑥𝐽𝑥𝑀 }
Assertion grlimgrtrilem2 ( ( ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) ∧ ∀ 𝑖𝐾 ( 𝑓𝑖 ) = ( 𝑔𝑖 ) ∧ { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ) → { ( 𝑓𝑏 ) , ( 𝑓𝑐 ) } ∈ 𝐽 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 grlimgrtrilem1.v 𝑉 = ( Vtx ‘ 𝐺 )
2 grlimgrtrilem1.n 𝑁 = ( 𝐺 ClNeighbVtx 𝑎 )
3 grlimgrtrilem1.i 𝐼 = ( Edg ‘ 𝐺 )
4 grlimgrtrilem1.k 𝐾 = { 𝑥𝐼𝑥𝑁 }
5 grlimgrtrilem2.m 𝑀 = ( 𝐻 ClNeighbVtx ( 𝐹𝑎 ) )
6 grlimgrtrilem2.j 𝐽 = ( Edg ‘ 𝐻 )
7 grlimgrtrilem2.l 𝐿 = { 𝑥𝐽𝑥𝑀 }
8 imaeq2 ( 𝑖 = { 𝑏 , 𝑐 } → ( 𝑓𝑖 ) = ( 𝑓 “ { 𝑏 , 𝑐 } ) )
9 fveq2 ( 𝑖 = { 𝑏 , 𝑐 } → ( 𝑔𝑖 ) = ( 𝑔 ‘ { 𝑏 , 𝑐 } ) )
10 8 9 eqeq12d ( 𝑖 = { 𝑏 , 𝑐 } → ( ( 𝑓𝑖 ) = ( 𝑔𝑖 ) ↔ ( 𝑓 “ { 𝑏 , 𝑐 } ) = ( 𝑔 ‘ { 𝑏 , 𝑐 } ) ) )
11 10 rspcv ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 → ( ∀ 𝑖𝐾 ( 𝑓𝑖 ) = ( 𝑔𝑖 ) → ( 𝑓 “ { 𝑏 , 𝑐 } ) = ( 𝑔 ‘ { 𝑏 , 𝑐 } ) ) )
12 f1ofn ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑓 Fn 𝑁 )
13 12 adantr ( ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) → 𝑓 Fn 𝑁 )
14 13 adantl ( ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ∧ ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) ) → 𝑓 Fn 𝑁 )
15 4 eleq2i ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ↔ { 𝑏 , 𝑐 } ∈ { 𝑥𝐼𝑥𝑁 } )
16 sseq1 ( 𝑥 = { 𝑏 , 𝑐 } → ( 𝑥𝑁 ↔ { 𝑏 , 𝑐 } ⊆ 𝑁 ) )
17 16 elrab ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ { 𝑥𝐼𝑥𝑁 } ↔ ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐼 ∧ { 𝑏 , 𝑐 } ⊆ 𝑁 ) )
18 15 17 bitri ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ↔ ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐼 ∧ { 𝑏 , 𝑐 } ⊆ 𝑁 ) )
19 vex 𝑏 ∈ V
20 vex 𝑐 ∈ V
21 19 20 prss ( ( 𝑏𝑁𝑐𝑁 ) ↔ { 𝑏 , 𝑐 } ⊆ 𝑁 )
22 simpl ( ( 𝑏𝑁𝑐𝑁 ) → 𝑏𝑁 )
23 21 22 sylbir ( { 𝑏 , 𝑐 } ⊆ 𝑁𝑏𝑁 )
24 18 23 simplbiim ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾𝑏𝑁 )
25 24 adantr ( ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ∧ ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) ) → 𝑏𝑁 )
26 simpr ( ( 𝑏𝑁𝑐𝑁 ) → 𝑐𝑁 )
27 21 26 sylbir ( { 𝑏 , 𝑐 } ⊆ 𝑁𝑐𝑁 )
28 18 27 simplbiim ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾𝑐𝑁 )
29 28 adantr ( ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ∧ ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) ) → 𝑐𝑁 )
30 fnimapr ( ( 𝑓 Fn 𝑁𝑏𝑁𝑐𝑁 ) → ( 𝑓 “ { 𝑏 , 𝑐 } ) = { ( 𝑓𝑏 ) , ( 𝑓𝑐 ) } )
31 14 25 29 30 syl3anc ( ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ∧ ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) ) → ( 𝑓 “ { 𝑏 , 𝑐 } ) = { ( 𝑓𝑏 ) , ( 𝑓𝑐 ) } )
32 31 eqeq1d ( ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ∧ ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) ) → ( ( 𝑓 “ { 𝑏 , 𝑐 } ) = ( 𝑔 ‘ { 𝑏 , 𝑐 } ) ↔ { ( 𝑓𝑏 ) , ( 𝑓𝑐 ) } = ( 𝑔 ‘ { 𝑏 , 𝑐 } ) ) )
33 ssrab2 { 𝑥𝐽𝑥𝑀 } ⊆ 𝐽
34 7 33 eqsstri 𝐿𝐽
35 f1of ( 𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿𝑔 : 𝐾𝐿 )
36 35 adantl ( ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) → 𝑔 : 𝐾𝐿 )
37 36 adantl ( ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ∧ ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) ) → 𝑔 : 𝐾𝐿 )
38 simpl ( ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ∧ ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) ) → { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 )
39 37 38 ffvelcdmd ( ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ∧ ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) ) → ( 𝑔 ‘ { 𝑏 , 𝑐 } ) ∈ 𝐿 )
40 34 39 sselid ( ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ∧ ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) ) → ( 𝑔 ‘ { 𝑏 , 𝑐 } ) ∈ 𝐽 )
41 eleq1 ( { ( 𝑓𝑏 ) , ( 𝑓𝑐 ) } = ( 𝑔 ‘ { 𝑏 , 𝑐 } ) → ( { ( 𝑓𝑏 ) , ( 𝑓𝑐 ) } ∈ 𝐽 ↔ ( 𝑔 ‘ { 𝑏 , 𝑐 } ) ∈ 𝐽 ) )
42 40 41 syl5ibrcom ( ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ∧ ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) ) → ( { ( 𝑓𝑏 ) , ( 𝑓𝑐 ) } = ( 𝑔 ‘ { 𝑏 , 𝑐 } ) → { ( 𝑓𝑏 ) , ( 𝑓𝑐 ) } ∈ 𝐽 ) )
43 32 42 sylbid ( ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ∧ ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) ) → ( ( 𝑓 “ { 𝑏 , 𝑐 } ) = ( 𝑔 ‘ { 𝑏 , 𝑐 } ) → { ( 𝑓𝑏 ) , ( 𝑓𝑐 ) } ∈ 𝐽 ) )
44 43 ex ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 → ( ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) → ( ( 𝑓 “ { 𝑏 , 𝑐 } ) = ( 𝑔 ‘ { 𝑏 , 𝑐 } ) → { ( 𝑓𝑏 ) , ( 𝑓𝑐 ) } ∈ 𝐽 ) ) )
45 44 com23 ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 → ( ( 𝑓 “ { 𝑏 , 𝑐 } ) = ( 𝑔 ‘ { 𝑏 , 𝑐 } ) → ( ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) → { ( 𝑓𝑏 ) , ( 𝑓𝑐 ) } ∈ 𝐽 ) ) )
46 11 45 syld ( { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 → ( ∀ 𝑖𝐾 ( 𝑓𝑖 ) = ( 𝑔𝑖 ) → ( ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) → { ( 𝑓𝑏 ) , ( 𝑓𝑐 ) } ∈ 𝐽 ) ) )
47 46 3imp31 ( ( ( 𝑓 : 𝑁1-1-onto𝑀𝑔 : 𝐾1-1-onto𝐿 ) ∧ ∀ 𝑖𝐾 ( 𝑓𝑖 ) = ( 𝑔𝑖 ) ∧ { 𝑏 , 𝑐 } ∈ 𝐾 ) → { ( 𝑓𝑏 ) , ( 𝑓𝑐 ) } ∈ 𝐽 )