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Theorem frgrwopreglem4a

Description: In a friendship graph any two vertices with different degrees are connected. Alternate version of frgrwopreglem4 without a fixed degree and without using the sets A and B . (Contributed by Alexander van der Vekens, 30-Dec-2017) (Revised by AV, 4-Feb-2022)

Ref Expression
Hypotheses frgrncvvdeq.v ⊢ V = Vtx ⁡ G
frgrncvvdeq.d ⊢ D = VtxDeg ⁡ G
frgrwopreglem4a.e ⊢ E = Edg ⁡ G
Assertion frgrwopreglem4a ⊢ G ∈ FriendGraph ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X Y ∈ E

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 frgrncvvdeq.v ⊢ V = Vtx ⁡ G
2 frgrncvvdeq.d ⊢ D = VtxDeg ⁡ G
3 frgrwopreglem4a.e ⊢ E = Edg ⁡ G
4 fveq2 ⊢ X = Y → D ⁡ X = D ⁡ Y
5 4 a1i ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X = Y → D ⁡ X = D ⁡ Y
6 5 necon3d ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V → D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X ≠ Y
7 6 imp ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X ≠ Y
8 7 3adant1 ⊢ G ∈ FriendGraph ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X ≠ Y
9 1 2 frgrncvvdeq ⊢ G ∈ FriendGraph → ∀ x ∈ V ∀ y ∈ V ∖ x y ∉ G NeighbVtx x → D ⁡ x = D ⁡ y
10 oveq2 ⊢ x = X → G NeighbVtx x = G NeighbVtx X
11 neleq2 ⊢ G NeighbVtx x = G NeighbVtx X → y ∉ G NeighbVtx x ↔ y ∉ G NeighbVtx X
12 10 11 syl ⊢ x = X → y ∉ G NeighbVtx x ↔ y ∉ G NeighbVtx X
13 fveqeq2 ⊢ x = X → D ⁡ x = D ⁡ y ↔ D ⁡ X = D ⁡ y
14 12 13 imbi12d ⊢ x = X → y ∉ G NeighbVtx x → D ⁡ x = D ⁡ y ↔ y ∉ G NeighbVtx X → D ⁡ X = D ⁡ y
15 neleq1 ⊢ y = Y → y ∉ G NeighbVtx X ↔ Y ∉ G NeighbVtx X
16 fveq2 ⊢ y = Y → D ⁡ y = D ⁡ Y
17 16 eqeq2d ⊢ y = Y → D ⁡ X = D ⁡ y ↔ D ⁡ X = D ⁡ Y
18 15 17 imbi12d ⊢ y = Y → y ∉ G NeighbVtx X → D ⁡ X = D ⁡ y ↔ Y ∉ G NeighbVtx X → D ⁡ X = D ⁡ Y
19 simpll ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ X ≠ Y → X ∈ V
20 sneq ⊢ x = X → x = X
21 20 difeq2d ⊢ x = X → V ∖ x = V ∖ X
22 21 adantl ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ X ≠ Y ∧ x = X → V ∖ x = V ∖ X
23 simpr ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V → Y ∈ V
24 necom ⊢ X ≠ Y ↔ Y ≠ X
25 24 biimpi ⊢ X ≠ Y → Y ≠ X
26 23 25 anim12i ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ X ≠ Y → Y ∈ V ∧ Y ≠ X
27 eldifsn ⊢ Y ∈ V ∖ X ↔ Y ∈ V ∧ Y ≠ X
28 26 27 sylibr ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ X ≠ Y → Y ∈ V ∖ X
29 14 18 19 22 28 rspc2vd ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ X ≠ Y → ∀ x ∈ V ∀ y ∈ V ∖ x y ∉ G NeighbVtx x → D ⁡ x = D ⁡ y → Y ∉ G NeighbVtx X → D ⁡ X = D ⁡ Y
30 nnel ⊢ ¬ Y ∉ G NeighbVtx X ↔ Y ∈ G NeighbVtx X
31 nbgrsym ⊢ Y ∈ G NeighbVtx X ↔ X ∈ G NeighbVtx Y
32 frgrusgr ⊢ G ∈ FriendGraph → G ∈ USGraph
33 3 nbusgreledg ⊢ G ∈ USGraph → X ∈ G NeighbVtx Y ↔ X Y ∈ E
34 32 33 syl ⊢ G ∈ FriendGraph → X ∈ G NeighbVtx Y ↔ X Y ∈ E
35 34 biimpd ⊢ G ∈ FriendGraph → X ∈ G NeighbVtx Y → X Y ∈ E
36 31 35 biimtrid ⊢ G ∈ FriendGraph → Y ∈ G NeighbVtx X → X Y ∈ E
37 36 imp ⊢ G ∈ FriendGraph ∧ Y ∈ G NeighbVtx X → X Y ∈ E
38 37 a1d ⊢ G ∈ FriendGraph ∧ Y ∈ G NeighbVtx X → D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X Y ∈ E
39 38 expcom ⊢ Y ∈ G NeighbVtx X → G ∈ FriendGraph → D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X Y ∈ E
40 39 a1d ⊢ Y ∈ G NeighbVtx X → X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ X ≠ Y → G ∈ FriendGraph → D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X Y ∈ E
41 30 40 sylbi ⊢ ¬ Y ∉ G NeighbVtx X → X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ X ≠ Y → G ∈ FriendGraph → D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X Y ∈ E
42 eqneqall ⊢ D ⁡ X = D ⁡ Y → D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X Y ∈ E
43 42 2a1d ⊢ D ⁡ X = D ⁡ Y → X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ X ≠ Y → G ∈ FriendGraph → D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X Y ∈ E
44 41 43 ja ⊢ Y ∉ G NeighbVtx X → D ⁡ X = D ⁡ Y → X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ X ≠ Y → G ∈ FriendGraph → D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X Y ∈ E
45 44 com12 ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ X ≠ Y → Y ∉ G NeighbVtx X → D ⁡ X = D ⁡ Y → G ∈ FriendGraph → D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X Y ∈ E
46 29 45 syld ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ X ≠ Y → ∀ x ∈ V ∀ y ∈ V ∖ x y ∉ G NeighbVtx x → D ⁡ x = D ⁡ y → G ∈ FriendGraph → D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X Y ∈ E
47 46 com3l ⊢ ∀ x ∈ V ∀ y ∈ V ∖ x y ∉ G NeighbVtx x → D ⁡ x = D ⁡ y → G ∈ FriendGraph → X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ X ≠ Y → D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X Y ∈ E
48 9 47 mpcom ⊢ G ∈ FriendGraph → X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ X ≠ Y → D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X Y ∈ E
49 48 expd ⊢ G ∈ FriendGraph → X ∈ V ∧ Y ∈ V → X ≠ Y → D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X Y ∈ E
50 49 com34 ⊢ G ∈ FriendGraph → X ∈ V ∧ Y ∈ V → D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X ≠ Y → X Y ∈ E
51 50 3imp ⊢ G ∈ FriendGraph ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X ≠ Y → X Y ∈ E
52 8 51 mpd ⊢ G ∈ FriendGraph ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ D ⁡ X ≠ D ⁡ Y → X Y ∈ E