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Theorem cusgrarn 21429
Description: In a complete simple graph, the range of the edge function consists of all the pairs with different vertices. (Contributed by Alexander van der Vekens, 12-Jan-2018.)
Assertion
Ref Expression
cusgrarn  |-  ( V ComplUSGrph  E  ->  ran  E  =  { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } )
Distinct variable groups:    x, E    x, V

Proof of Theorem cusgrarn
Dummy variables  a 
b  k  l  e are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iscusgra0 21427 . 2  |-  ( V ComplUSGrph  E  ->  ( V USGrph  E  /\  A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E ) )
2 usgraf0 21338 . . 3  |-  ( V USGrph  E  ->  E : dom  E
-1-1-> { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } )
3 f1f 5606 . . . . . . 7  |-  ( E : dom  E -1-1-> {
x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  ->  E : dom  E --> { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } )
4 df-f 5425 . . . . . . . 8  |-  ( E : dom  E --> { x  e.  ~P V  |  (
# `  x )  =  2 }  <->  ( E  Fn  dom  E  /\  ran  E 
C_  { x  e. 
~P V  |  (
# `  x )  =  2 } ) )
5 ssel 3310 . . . . . . . . 9  |-  ( ran 
E  C_  { x  e.  ~P V  |  (
# `  x )  =  2 }  ->  ( e  e.  ran  E  ->  e  e.  { x  e.  ~P V  |  (
# `  x )  =  2 } ) )
65adantl 453 . . . . . . . 8  |-  ( ( E  Fn  dom  E  /\  ran  E  C_  { x  e.  ~P V  |  (
# `  x )  =  2 } )  ->  ( e  e. 
ran  E  ->  e  e. 
{ x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } ) )
74, 6sylbi 188 . . . . . . 7  |-  ( E : dom  E --> { x  e.  ~P V  |  (
# `  x )  =  2 }  ->  ( e  e.  ran  E  ->  e  e.  { x  e.  ~P V  |  (
# `  x )  =  2 } ) )
83, 7syl 16 . . . . . 6  |-  ( E : dom  E -1-1-> {
x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  ->  ( e  e. 
ran  E  ->  e  e. 
{ x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } ) )
98adantr 452 . . . . 5  |-  ( ( E : dom  E -1-1-> { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  /\  A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E )  ->  ( e  e. 
ran  E  ->  e  e. 
{ x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } ) )
10 fveq2 5695 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  e  ->  ( # `
 x )  =  ( # `  e
) )
1110eqeq1d 2420 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  e  ->  (
( # `  x )  =  2  <->  ( # `  e
)  =  2 ) )
1211elrab 3060 . . . . . . . 8  |-  ( e  e.  { x  e. 
~P V  |  (
# `  x )  =  2 }  <->  ( e  e.  ~P V  /\  ( # `
 e )  =  2 ) )
13 vex 2927 . . . . . . . . . . 11  |-  e  e. 
_V
14 hash2prde 11651 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( e  e.  _V  /\  ( # `  e )  =  2 )  ->  E. a E. b ( a  =/=  b  /\  e  =  { a ,  b } ) )
1513, 14mpan 652 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
# `  e )  =  2  ->  E. a E. b ( a  =/=  b  /\  e  =  { a ,  b } ) )
16 eleq1 2472 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( e  =  { a ,  b }  ->  (
e  e.  ~P V  <->  { a ,  b }  e.  ~P V ) )
17 prex 4374 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  { a ,  b }  e.  _V
1817elpw 3773 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( { a ,  b }  e.  ~P V  <->  { a ,  b }  C_  V )
19 vex 2927 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  a  e. 
_V
20 vex 2927 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  b  e. 
_V
2119, 20prss 3920 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( a  e.  V  /\  b  e.  V )  <->  { a ,  b } 
C_  V )
2218, 21bitr4i 244 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( { a ,  b }  e.  ~P V  <->  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )
23 simprl 733 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( e  =  { a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V
) )  ->  a  e.  V )
2423anim1i 552 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( e  =  {
a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )  /\  a  =/=  b )  -> 
( a  e.  V  /\  a  =/=  b
) )
25 eldifsn 3895 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( a  e.  ( V  \  { b } )  <-> 
( a  e.  V  /\  a  =/=  b
) )
2624, 25sylibr 204 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( e  =  {
a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )  /\  a  =/=  b )  -> 
a  e.  ( V 
\  { b } ) )
27 simplrr 738 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( e  =  {
a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )  /\  a  =/=  b )  -> 
b  e.  V )
28 sneq 3793 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( k  =  b  ->  { k }  =  { b } )
2928difeq2d 3433 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( k  =  b  ->  ( V  \  { k } )  =  ( V 
\  { b } ) )
30 preq2 3852 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( k  =  b  ->  { l ,  k }  =  { l ,  b } )
3130eleq1d 2478 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( k  =  b  ->  ( { l ,  k }  e.  ran  E  <->  { l ,  b }  e.  ran  E ) )
3229, 31raleqbidv 2884 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( k  =  b  ->  ( A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  <->  A. l  e.  ( V  \  { b } ) { l ,  b }  e.  ran  E ) )
3332rspcv 3016 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( b  e.  V  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  A. l  e.  ( V  \  { b } ) { l ,  b }  e.  ran  E ) )
3427, 33syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( e  =  {
a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )  /\  a  =/=  b )  -> 
( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  A. l  e.  ( V  \  { b } ) { l ,  b }  e.  ran  E ) )
35 preq1 3851 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( l  =  a  ->  { l ,  b }  =  { a ,  b } )
3635eleq1d 2478 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( l  =  a  ->  ( { l ,  b }  e.  ran  E  <->  { a ,  b }  e.  ran  E ) )
3736rspcv 3016 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( a  e.  ( V  \  { b } )  ->  ( A. l  e.  ( V  \  {
b } ) { l ,  b }  e.  ran  E  ->  { a ,  b }  e.  ran  E
) )
3826, 34, 37sylsyld 54 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( e  =  {
a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )  /\  a  =/=  b )  -> 
( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  { a ,  b }  e.  ran  E
) )
39 eleq1 2472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( e  =  { a ,  b }  ->  (
e  e.  ran  E  <->  { a ,  b }  e.  ran  E ) )
4039bicomd 193 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( e  =  { a ,  b }  ->  ( { a ,  b }  e.  ran  E  <->  e  e.  ran  E ) )
4140adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( e  =  { a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V
) )  ->  ( { a ,  b }  e.  ran  E  <->  e  e.  ran  E ) )
4241adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( e  =  {
a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )  /\  a  =/=  b )  -> 
( { a ,  b }  e.  ran  E  <-> 
e  e.  ran  E
) )
4338, 42sylibd 206 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( e  =  {
a ,  b }  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V ) )  /\  a  =/=  b )  -> 
( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  -> 
e  e.  ran  E
) )
4443exp31 588 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( e  =  { a ,  b }  ->  (
( a  e.  V  /\  b  e.  V
)  ->  ( a  =/=  b  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  e  e.  ran  E
) ) ) )
4522, 44syl5bi 209 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( e  =  { a ,  b }  ->  ( { a ,  b }  e.  ~P V  ->  ( a  =/=  b  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  -> 
e  e.  ran  E
) ) ) )
4616, 45sylbid 207 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( e  =  { a ,  b }  ->  (
e  e.  ~P V  ->  ( a  =/=  b  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  -> 
e  e.  ran  E
) ) ) )
4746com23 74 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( e  =  { a ,  b }  ->  (
a  =/=  b  -> 
( e  e.  ~P V  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  -> 
e  e.  ran  E
) ) ) )
4847impcom 420 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( a  =/=  b  /\  e  =  { a ,  b } )  ->  ( e  e. 
~P V  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  e  e.  ran  E ) ) )
4948exlimivv 1642 . . . . . . . . . 10  |-  ( E. a E. b ( a  =/=  b  /\  e  =  { a ,  b } )  ->  ( e  e. 
~P V  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  e  e.  ran  E ) ) )
5015, 49syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( (
# `  e )  =  2  ->  (
e  e.  ~P V  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  -> 
e  e.  ran  E
) ) )
5150impcom 420 . . . . . . . 8  |-  ( ( e  e.  ~P V  /\  ( # `  e
)  =  2 )  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  -> 
e  e.  ran  E
) )
5212, 51sylbi 188 . . . . . . 7  |-  ( e  e.  { x  e. 
~P V  |  (
# `  x )  =  2 }  ->  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  e  e.  ran  E ) )
5352com12 29 . . . . . 6  |-  ( A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  { k } ) { l ,  k }  e.  ran  E  ->  ( e  e.  {
x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  ->  e  e.  ran  E ) )
5453adantl 453 . . . . 5  |-  ( ( E : dom  E -1-1-> { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  /\  A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E )  ->  ( e  e. 
{ x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  ->  e  e.  ran  E ) )
559, 54impbid 184 . . . 4  |-  ( ( E : dom  E -1-1-> { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  /\  A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E )  ->  ( e  e. 
ran  E  <->  e  e.  {
x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } ) )
5655eqrdv 2410 . . 3  |-  ( ( E : dom  E -1-1-> { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 }  /\  A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E )  ->  ran  E  =  { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } )
572, 56sylan 458 . 2  |-  ( ( V USGrph  E  /\  A. k  e.  V  A. l  e.  ( V  \  {
k } ) { l ,  k }  e.  ran  E )  ->  ran  E  =  { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } )
581, 57syl 16 1  |-  ( V ComplUSGrph  E  ->  ran  E  =  { x  e.  ~P V  |  ( # `  x
)  =  2 } )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359   E.wex 1547    = wceq 1649    e. wcel 1721    =/= wne 2575   A.wral 2674   {crab 2678   _Vcvv 2924    \ cdif 3285    C_ wss 3288   ~Pcpw 3767   {csn 3782   {cpr 3783   class class class wbr 4180   dom cdm 4845   ran crn 4846    Fn wfn 5416   -->wf 5417   -1-1->wf1 5418   ` cfv 5421   2c2 10013   #chash 11581   USGrph cusg 21326   ComplUSGrph ccusgra 21392
This theorem is referenced by:  cusgrafilem1  21449
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2393  ax-rep 4288  ax-sep 4298  ax-nul 4306  ax-pow 4345  ax-pr 4371  ax-un 4668  ax-cnex 9010  ax-resscn 9011  ax-1cn 9012  ax-icn 9013  ax-addcl 9014  ax-addrcl 9015  ax-mulcl 9016  ax-mulrcl 9017  ax-mulcom 9018  ax-addass 9019  ax-mulass 9020  ax-distr 9021  ax-i2m1 9022  ax-1ne0 9023  ax-1rid 9024  ax-rnegex 9025  ax-rrecex 9026  ax-cnre 9027  ax-pre-lttri 9028  ax-pre-lttrn 9029  ax-pre-ltadd 9030  ax-pre-mulgt0 9031
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2266  df-mo 2267  df-clab 2399  df-cleq 2405  df-clel 2408  df-nfc 2537  df-ne 2577  df-nel 2578  df-ral 2679  df-rex 2680  df-reu 2681  df-rmo 2682  df-rab 2683  df-v 2926  df-sbc 3130  df-csb 3220  df-dif 3291  df-un 3293  df-in 3295  df-ss 3302  df-pss 3304  df-nul 3597  df-if 3708  df-pw 3769  df-sn 3788  df-pr 3789  df-tp 3790  df-op 3791  df-uni 3984  df-int 4019  df-iun 4063  df-br 4181  df-opab 4235  df-mpt 4236  df-tr 4271  df-eprel 4462  df-id 4466  df-po 4471  df-so 4472  df-fr 4509  df-we 4511  df-ord 4552  df-on 4553  df-lim 4554  df-suc 4555  df-om 4813  df-xp 4851  df-rel 4852  df-cnv 4853  df-co 4854  df-dm 4855  df-rn 4856  df-res 4857  df-ima 4858  df-iota 5385  df-fun 5423  df-fn 5424  df-f 5425  df-f1 5426  df-fo 5427  df-f1o 5428  df-fv 5429  df-ov 6051  df-oprab 6052  df-mpt2 6053  df-1st 6316  df-2nd 6317  df-riota 6516  df-recs 6600  df-rdg 6635  df-1o 6691  df-2o 6692  df-oadd 6695  df-er 6872  df-en 7077  df-dom 7078  df-sdom 7079  df-fin 7080  df-card 7790  df-cda 8012  df-pnf 9086  df-mnf 9087  df-xr 9088  df-ltxr 9089  df-le 9090  df-sub 9257  df-neg 9258  df-nn 9965  df-2 10022  df-n0 10186  df-z 10247  df-uz 10453  df-fz 11008  df-hash 11582  df-usgra 21328  df-cusgra 21395
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