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Theorem usgredg4

Description: For a vertex incident to an edge there is another vertex incident to the edge. (Contributed by Alexander van der Vekens, 18-Dec-2017) (Revised by AV, 17-Oct-2020)

Ref Expression
Hypotheses usgredg3.v ⊢ V = Vtx ⁡ G
usgredg3.e ⊢ E = iEdg ⁡ G
Assertion usgredg4 ⊢ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ Y ∈ E ⁡ X → ∃ y ∈ V E ⁡ X = Y y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 usgredg3.v ⊢ V = Vtx ⁡ G
2 usgredg3.e ⊢ E = iEdg ⁡ G
3 1 2 usgredg3 ⊢ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E → ∃ x ∈ V ∃ z ∈ V x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z
4 eleq2 ⊢ E ⁡ X = x z → Y ∈ E ⁡ X ↔ Y ∈ x z
5 4 adantl ⊢ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → Y ∈ E ⁡ X ↔ Y ∈ x z
6 5 adantl ⊢ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → Y ∈ E ⁡ X ↔ Y ∈ x z
7 simplrr ⊢ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → z ∈ V
8 7 adantl ⊢ Y = x ∧ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → z ∈ V
9 preq2 ⊢ y = z → x y = x z
10 9 eqeq2d ⊢ y = z → x z = x y ↔ x z = x z
11 10 adantl ⊢ Y = x ∧ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z ∧ y = z → x z = x y ↔ x z = x z
12 eqidd ⊢ Y = x ∧ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → x z = x z
13 8 11 12 rspcedvd ⊢ Y = x ∧ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → ∃ y ∈ V x z = x y
14 simprr ⊢ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → E ⁡ X = x z
15 preq1 ⊢ Y = x → Y y = x y
16 14 15 eqeqan12rd ⊢ Y = x ∧ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → E ⁡ X = Y y ↔ x z = x y
17 16 rexbidv ⊢ Y = x ∧ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → ∃ y ∈ V E ⁡ X = Y y ↔ ∃ y ∈ V x z = x y
18 13 17 mpbird ⊢ Y = x ∧ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → ∃ y ∈ V E ⁡ X = Y y
19 18 ex ⊢ Y = x → G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → ∃ y ∈ V E ⁡ X = Y y
20 simplrl ⊢ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → x ∈ V
21 20 adantl ⊢ Y = z ∧ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → x ∈ V
22 preq2 ⊢ y = x → z y = z x
23 22 eqeq2d ⊢ y = x → x z = z y ↔ x z = z x
24 23 adantl ⊢ Y = z ∧ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z ∧ y = x → x z = z y ↔ x z = z x
25 prcom ⊢ x z = z x
26 25 a1i ⊢ Y = z ∧ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → x z = z x
27 21 24 26 rspcedvd ⊢ Y = z ∧ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → ∃ y ∈ V x z = z y
28 preq1 ⊢ Y = z → Y y = z y
29 14 28 eqeqan12rd ⊢ Y = z ∧ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → E ⁡ X = Y y ↔ x z = z y
30 29 rexbidv ⊢ Y = z ∧ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → ∃ y ∈ V E ⁡ X = Y y ↔ ∃ y ∈ V x z = z y
31 27 30 mpbird ⊢ Y = z ∧ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → ∃ y ∈ V E ⁡ X = Y y
32 31 ex ⊢ Y = z → G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → ∃ y ∈ V E ⁡ X = Y y
33 19 32 jaoi ⊢ Y = x ∨ Y = z → G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → ∃ y ∈ V E ⁡ X = Y y
34 elpri ⊢ Y ∈ x z → Y = x ∨ Y = z
35 33 34 syl11 ⊢ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → Y ∈ x z → ∃ y ∈ V E ⁡ X = Y y
36 6 35 sylbid ⊢ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V ∧ x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → Y ∈ E ⁡ X → ∃ y ∈ V E ⁡ X = Y y
37 36 ex ⊢ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ x ∈ V ∧ z ∈ V → x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → Y ∈ E ⁡ X → ∃ y ∈ V E ⁡ X = Y y
38 37 rexlimdvva ⊢ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E → ∃ x ∈ V ∃ z ∈ V x ≠ z ∧ E ⁡ X = x z → Y ∈ E ⁡ X → ∃ y ∈ V E ⁡ X = Y y
39 3 38 mpd ⊢ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E → Y ∈ E ⁡ X → ∃ y ∈ V E ⁡ X = Y y
40 39 3impia ⊢ G ∈ USGraph ∧ X ∈ dom ⁡ E ∧ Y ∈ E ⁡ X → ∃ y ∈ V E ⁡ X = Y y