MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  cusgrsize2inds Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cusgrsize2inds 26349
Description: Induction step in cusgrsize 26350. If the size of the complete graph with 𝑛 vertices reduced by one vertex is "(𝑛 − 1) choose 2", the size of the complete graph with 𝑛 vertices is "𝑛 choose 2". (Contributed by Alexander van der Vekens, 11-Jan-2018.) (Revised by AV, 9-Nov-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
cusgrsizeindb0.v 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
cusgrsizeindb0.e 𝐸 = (Edg‘𝐺)
cusgrsizeinds.f 𝐹 = {𝑒𝐸𝑁𝑒}
Assertion
Ref Expression
cusgrsize2inds (𝑌 ∈ ℕ0 → ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ (#‘𝑉) = 𝑌𝑁𝑉) → ((#‘𝐹) = ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁}))C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))
Distinct variable groups:   𝑒,𝐸   𝑒,𝐺   𝑒,𝑁   𝑒,𝑉
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑒)   𝑌(𝑒)

Proof of Theorem cusgrsize2inds
StepHypRef Expression
1 cusgrsizeindb0.v . . . . 5 𝑉 = (Vtx‘𝐺)
2 fvex 6201 . . . . 5 (Vtx‘𝐺) ∈ V
31, 2eqeltri 2697 . . . 4 𝑉 ∈ V
4 hashnn0n0nn 13180 . . . . . . . 8 (((𝑉 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ ℕ0) ∧ ((#‘𝑉) = 𝑌𝑁𝑉)) → 𝑌 ∈ ℕ)
54anassrs 680 . . . . . . 7 ((((𝑉 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ ℕ0) ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) → 𝑌 ∈ ℕ)
6 simplll 798 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) ∧ 𝑌 ∈ ℕ) → 𝑉 ∈ V)
7 simplr 792 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) ∧ 𝑌 ∈ ℕ) → 𝑁𝑉)
8 eleq1 2689 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑌 = (#‘𝑉) → (𝑌 ∈ ℕ ↔ (#‘𝑉) ∈ ℕ))
98eqcoms 2630 . . . . . . . . . . . . . 14 ((#‘𝑉) = 𝑌 → (𝑌 ∈ ℕ ↔ (#‘𝑉) ∈ ℕ))
10 nnm1nn0 11334 . . . . . . . . . . . . . 14 ((#‘𝑉) ∈ ℕ → ((#‘𝑉) − 1) ∈ ℕ0)
119, 10syl6bi 243 . . . . . . . . . . . . 13 ((#‘𝑉) = 𝑌 → (𝑌 ∈ ℕ → ((#‘𝑉) − 1) ∈ ℕ0))
1211ad2antlr 763 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) → (𝑌 ∈ ℕ → ((#‘𝑉) − 1) ∈ ℕ0))
1312imp 445 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) ∧ 𝑌 ∈ ℕ) → ((#‘𝑉) − 1) ∈ ℕ0)
14 nncn 11028 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((#‘𝑉) ∈ ℕ → (#‘𝑉) ∈ ℂ)
15 1cnd 10056 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((#‘𝑉) ∈ ℕ → 1 ∈ ℂ)
1614, 15npcand 10396 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((#‘𝑉) ∈ ℕ → (((#‘𝑉) − 1) + 1) = (#‘𝑉))
1716eqcomd 2628 . . . . . . . . . . . . . 14 ((#‘𝑉) ∈ ℕ → (#‘𝑉) = (((#‘𝑉) − 1) + 1))
189, 17syl6bi 243 . . . . . . . . . . . . 13 ((#‘𝑉) = 𝑌 → (𝑌 ∈ ℕ → (#‘𝑉) = (((#‘𝑉) − 1) + 1)))
1918ad2antlr 763 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) → (𝑌 ∈ ℕ → (#‘𝑉) = (((#‘𝑉) − 1) + 1)))
2019imp 445 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) ∧ 𝑌 ∈ ℕ) → (#‘𝑉) = (((#‘𝑉) − 1) + 1))
21 brfi1indlem 13278 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑉 ∈ V ∧ 𝑁𝑉 ∧ ((#‘𝑉) − 1) ∈ ℕ0) → ((#‘𝑉) = (((#‘𝑉) − 1) + 1) → (#‘(𝑉 ∖ {𝑁})) = ((#‘𝑉) − 1)))
2221imp 445 . . . . . . . . . . 11 (((𝑉 ∈ V ∧ 𝑁𝑉 ∧ ((#‘𝑉) − 1) ∈ ℕ0) ∧ (#‘𝑉) = (((#‘𝑉) − 1) + 1)) → (#‘(𝑉 ∖ {𝑁})) = ((#‘𝑉) − 1))
236, 7, 13, 20, 22syl31anc 1329 . . . . . . . . . 10 ((((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) ∧ 𝑌 ∈ ℕ) → (#‘(𝑉 ∖ {𝑁})) = ((#‘𝑉) − 1))
24 oveq1 6657 . . . . . . . . . . . . 13 ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁})) = ((#‘𝑉) − 1) → ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁}))C2) = (((#‘𝑉) − 1)C2))
2524eqeq2d 2632 . . . . . . . . . . . 12 ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁})) = ((#‘𝑉) − 1) → ((#‘𝐹) = ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁}))C2) ↔ (#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2)))
269ad2antlr 763 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) → (𝑌 ∈ ℕ ↔ (#‘𝑉) ∈ ℕ))
27 nnnn0 11299 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((#‘𝑉) ∈ ℕ → (#‘𝑉) ∈ ℕ0)
28 hashclb 13149 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑉 ∈ V → (𝑉 ∈ Fin ↔ (#‘𝑉) ∈ ℕ0))
2927, 28syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((#‘𝑉) ∈ ℕ → (𝑉 ∈ V → 𝑉 ∈ Fin))
30 cusgrsizeindb0.e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 𝐸 = (Edg‘𝐺)
31 cusgrsizeinds.f . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 𝐹 = {𝑒𝐸𝑁𝑒}
321, 30, 31cusgrsizeinds 26348 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁𝑉) → (#‘𝐸) = (((#‘𝑉) − 1) + (#‘𝐹)))
33 oveq2 6658 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2) → (((#‘𝑉) − 1) + (#‘𝐹)) = (((#‘𝑉) − 1) + (((#‘𝑉) − 1)C2)))
3433eqeq2d 2632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2) → ((#‘𝐸) = (((#‘𝑉) − 1) + (#‘𝐹)) ↔ (#‘𝐸) = (((#‘𝑉) − 1) + (((#‘𝑉) − 1)C2))))
3534adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((#‘𝑉) ∈ ℕ ∧ (#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2)) → ((#‘𝐸) = (((#‘𝑉) − 1) + (#‘𝐹)) ↔ (#‘𝐸) = (((#‘𝑉) − 1) + (((#‘𝑉) − 1)C2))))
36 bcn2m1 13111 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ((#‘𝑉) ∈ ℕ → (((#‘𝑉) − 1) + (((#‘𝑉) − 1)C2)) = ((#‘𝑉)C2))
3736eqeq2d 2632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((#‘𝑉) ∈ ℕ → ((#‘𝐸) = (((#‘𝑉) − 1) + (((#‘𝑉) − 1)C2)) ↔ (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2)))
3837biimpd 219 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((#‘𝑉) ∈ ℕ → ((#‘𝐸) = (((#‘𝑉) − 1) + (((#‘𝑉) − 1)C2)) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2)))
3938adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((#‘𝑉) ∈ ℕ ∧ (#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2)) → ((#‘𝐸) = (((#‘𝑉) − 1) + (((#‘𝑉) − 1)C2)) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2)))
4035, 39sylbid 230 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((#‘𝑉) ∈ ℕ ∧ (#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2)) → ((#‘𝐸) = (((#‘𝑉) − 1) + (#‘𝐹)) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2)))
4140ex 450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((#‘𝑉) ∈ ℕ → ((#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2) → ((#‘𝐸) = (((#‘𝑉) − 1) + (#‘𝐹)) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))
4241com3r 87 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((#‘𝐸) = (((#‘𝑉) − 1) + (#‘𝐹)) → ((#‘𝑉) ∈ ℕ → ((#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))
4332, 42syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ 𝑉 ∈ Fin ∧ 𝑁𝑉) → ((#‘𝑉) ∈ ℕ → ((#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))
44433exp 1264 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝐺 ∈ ComplUSGraph → (𝑉 ∈ Fin → (𝑁𝑉 → ((#‘𝑉) ∈ ℕ → ((#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))))
4544com14 96 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((#‘𝑉) ∈ ℕ → (𝑉 ∈ Fin → (𝑁𝑉 → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))))
4629, 45syldc 48 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑉 ∈ V → ((#‘𝑉) ∈ ℕ → (𝑁𝑉 → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))))
4746com23 86 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑉 ∈ V → (𝑁𝑉 → ((#‘𝑉) ∈ ℕ → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))))
4847adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) → (𝑁𝑉 → ((#‘𝑉) ∈ ℕ → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))))
4948imp 445 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) → ((#‘𝑉) ∈ ℕ → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2)))))
5026, 49sylbid 230 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) → (𝑌 ∈ ℕ → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2)))))
5150imp 445 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) ∧ 𝑌 ∈ ℕ) → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))
5251com13 88 . . . . . . . . . . . 12 ((#‘𝐹) = (((#‘𝑉) − 1)C2) → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) ∧ 𝑌 ∈ ℕ) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))
5325, 52syl6bi 243 . . . . . . . . . . 11 ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁})) = ((#‘𝑉) − 1) → ((#‘𝐹) = ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁}))C2) → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) ∧ 𝑌 ∈ ℕ) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2)))))
5453com24 95 . . . . . . . . . 10 ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁})) = ((#‘𝑉) − 1) → ((((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) ∧ 𝑌 ∈ ℕ) → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝐹) = ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁}))C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2)))))
5523, 54mpcom 38 . . . . . . . . 9 ((((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) ∧ 𝑌 ∈ ℕ) → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝐹) = ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁}))C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))
5655ex 450 . . . . . . . 8 (((𝑉 ∈ V ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) → (𝑌 ∈ ℕ → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝐹) = ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁}))C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2)))))
5756adantllr 755 . . . . . . 7 ((((𝑉 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ ℕ0) ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) → (𝑌 ∈ ℕ → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝐹) = ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁}))C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2)))))
585, 57mpd 15 . . . . . 6 ((((𝑉 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ ℕ0) ∧ (#‘𝑉) = 𝑌) ∧ 𝑁𝑉) → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝐹) = ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁}))C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))
5958exp41 638 . . . . 5 (𝑉 ∈ V → (𝑌 ∈ ℕ0 → ((#‘𝑉) = 𝑌 → (𝑁𝑉 → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝐹) = ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁}))C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2)))))))
6059com25 99 . . . 4 (𝑉 ∈ V → (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝑉) = 𝑌 → (𝑁𝑉 → (𝑌 ∈ ℕ0 → ((#‘𝐹) = ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁}))C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2)))))))
613, 60ax-mp 5 . . 3 (𝐺 ∈ ComplUSGraph → ((#‘𝑉) = 𝑌 → (𝑁𝑉 → (𝑌 ∈ ℕ0 → ((#‘𝐹) = ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁}))C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))))
62613imp 1256 . 2 ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ (#‘𝑉) = 𝑌𝑁𝑉) → (𝑌 ∈ ℕ0 → ((#‘𝐹) = ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁}))C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))
6362com12 32 1 (𝑌 ∈ ℕ0 → ((𝐺 ∈ ComplUSGraph ∧ (#‘𝑉) = 𝑌𝑁𝑉) → ((#‘𝐹) = ((#‘(𝑉 ∖ {𝑁}))C2) → (#‘𝐸) = ((#‘𝑉)C2))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384  w3a 1037   = wceq 1483  wcel 1990  wnel 2897  {crab 2916  Vcvv 3200  cdif 3571  {csn 4177  cfv 5888  (class class class)co 6650  Fincfn 7955  1c1 9937   + caddc 9939  cmin 10266  cn 11020  2c2 11070  0cn0 11292  Ccbc 13089  #chash 13117  Vtxcvtx 25874  Edgcedg 25939  ComplUSGraphccusgr 26227
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-fal 1489  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-2o 7561  df-oadd 7564  df-er 7742  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-card 8765  df-cda 8990  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-div 10685  df-nn 11021  df-2 11079  df-n0 11293  df-xnn0 11364  df-z 11378  df-uz 11688  df-rp 11833  df-fz 12327  df-seq 12802  df-fac 13061  df-bc 13090  df-hash 13118  df-vtx 25876  df-iedg 25877  df-edg 25940  df-uhgr 25953  df-upgr 25977  df-umgr 25978  df-uspgr 26045  df-usgr 26046  df-fusgr 26209  df-nbgr 26228  df-uvtxa 26230  df-cplgr 26231  df-cusgr 26232
This theorem is referenced by:  cusgrsize  26350
  Copyright terms: Public domain W3C validator