Metamath Proof Explorer


Theorem frgr2wwlk1

Description: In a friendship graph, there is exactly one walk of length 2 between two different vertices. (Contributed by Alexander van der Vekens, 19-Feb-2018) (Revised by AV, 13-May-2021) (Proof shortened by AV, 16-Mar-2022)

Ref Expression
Hypothesis frgr2wwlkeu.v V = Vtx G
Assertion frgr2wwlk1 G FriendGraph A V B V A B A 2 WWalksNOn G B = 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 frgr2wwlkeu.v V = Vtx G
2 1 frgr2wwlkn0 G FriendGraph A V B V A B A 2 WWalksNOn G B
3 1 elwwlks2ons3 w A 2 WWalksNOn G B d V w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B
4 1 elwwlks2ons3 t A 2 WWalksNOn G B c V t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B
5 3 4 anbi12i w A 2 WWalksNOn G B t A 2 WWalksNOn G B d V w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B c V t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B
6 1 frgr2wwlkeu G FriendGraph A V B V A B ∃! x V ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B
7 s3eq2 x = y ⟨“ AxB ”⟩ = ⟨“ AyB ”⟩
8 7 eleq1d x = y ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AyB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B
9 8 reu4 ∃! x V ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B x V ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B x V y V ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AyB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B x = y
10 s3eq2 x = d ⟨“ AxB ”⟩ = ⟨“ AdB ”⟩
11 10 eleq1d x = d ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B
12 11 anbi1d x = d ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AyB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AyB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B
13 equequ1 x = d x = y d = y
14 12 13 imbi12d x = d ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AyB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B x = y ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AyB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d = y
15 s3eq2 y = c ⟨“ AyB ”⟩ = ⟨“ AcB ”⟩
16 15 eleq1d y = c ⟨“ AyB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B
17 16 anbi2d y = c ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AyB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B
18 equequ2 y = c d = y d = c
19 17 18 imbi12d y = c ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AyB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d = y ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d = c
20 14 19 rspc2va d V c V x V y V ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AyB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B x = y ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d = c
21 pm3.35 ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d = c d = c
22 s3eq2 c = d ⟨“ AcB ”⟩ = ⟨“ AdB ”⟩
23 22 equcoms d = c ⟨“ AcB ”⟩ = ⟨“ AdB ”⟩
24 23 adantr d = c t = ⟨“ AcB ”⟩ w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ = ⟨“ AdB ”⟩
25 eqeq12 t = ⟨“ AcB ”⟩ w = ⟨“ AdB ”⟩ t = w ⟨“ AcB ”⟩ = ⟨“ AdB ”⟩
26 25 adantl d = c t = ⟨“ AcB ”⟩ w = ⟨“ AdB ”⟩ t = w ⟨“ AcB ”⟩ = ⟨“ AdB ”⟩
27 24 26 mpbird d = c t = ⟨“ AcB ”⟩ w = ⟨“ AdB ”⟩ t = w
28 27 equcomd d = c t = ⟨“ AcB ”⟩ w = ⟨“ AdB ”⟩ w = t
29 28 ex d = c t = ⟨“ AcB ”⟩ w = ⟨“ AdB ”⟩ w = t
30 21 29 syl ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d = c t = ⟨“ AcB ”⟩ w = ⟨“ AdB ”⟩ w = t
31 30 ex ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d = c t = ⟨“ AcB ”⟩ w = ⟨“ AdB ”⟩ w = t
32 31 com23 ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B t = ⟨“ AcB ”⟩ w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d = c w = t
33 32 exp4b ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B t = ⟨“ AcB ”⟩ w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d = c w = t
34 33 com13 t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d = c w = t
35 34 imp t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d = c w = t
36 35 com13 w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d = c w = t
37 36 imp w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d = c w = t
38 37 com13 ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d = c t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = t
39 20 38 syl d V c V x V y V ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AyB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B x = y t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = t
40 39 expcom x V y V ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B ⟨“ AyB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B x = y d V c V t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = t
41 9 40 simplbiim ∃! x V ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d V c V t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = t
42 41 impl ∃! x V ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d V c V t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = t
43 42 rexlimdva ∃! x V ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d V c V t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = t
44 43 com23 ∃! x V ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d V w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B c V t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = t
45 44 rexlimdva ∃! x V ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d V w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B c V t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = t
46 45 impd ∃! x V ⟨“ AxB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B d V w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B c V t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = t
47 6 46 syl G FriendGraph A V B V A B d V w = ⟨“ AdB ”⟩ ⟨“ AdB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B c V t = ⟨“ AcB ”⟩ ⟨“ AcB ”⟩ A 2 WWalksNOn G B w = t
48 5 47 syl5bi G FriendGraph A V B V A B w A 2 WWalksNOn G B t A 2 WWalksNOn G B w = t
49 48 alrimivv G FriendGraph A V B V A B w t w A 2 WWalksNOn G B t A 2 WWalksNOn G B w = t
50 eqeuel A 2 WWalksNOn G B w t w A 2 WWalksNOn G B t A 2 WWalksNOn G B w = t ∃! w w A 2 WWalksNOn G B
51 2 49 50 syl2anc G FriendGraph A V B V A B ∃! w w A 2 WWalksNOn G B
52 ovex A 2 WWalksNOn G B V
53 euhash1 A 2 WWalksNOn G B V A 2 WWalksNOn G B = 1 ∃! w w A 2 WWalksNOn G B
54 52 53 mp1i G FriendGraph A V B V A B A 2 WWalksNOn G B = 1 ∃! w w A 2 WWalksNOn G B
55 51 54 mpbird G FriendGraph A V B V A B A 2 WWalksNOn G B = 1