Efectivamente, eso no es una prueba. El hecho de que puedas demostrar que un grafo en el que todos los vértices tienen un grado de 0 y 1 no tiene un ciclo no implica que todo grafo en el que todos los vértices tienen un grado de 2 o superior deba tener un ciclo. Básicamente estás cometiendo la falacia lógica de Negar el Antecedente:
$P \to Q$
$\therefore \neg P \to \neg Q$
No es una inferencia válida: Supongamos que soy feliz si me toca la lotería... ¿Significa eso que no soy feliz cuando no me toca la lotería? No.
Y por cierto, la negación de que todos los vértices tengan grado 2 o superior no es que todos los vértices tengan grado 0 o 1. La negación sería que hay un peu de vértice con un grado de 0 o 1.
Esto es algo que es válido:
$P \to Q$
$\therefore \neg Q \to \neg P$
En otras palabras, si puedes demostrar que en cualquier grafo que no contenga un ciclo hay algún vértice con grado 0 ó 1, habrás demostrado que cualquier grafo en el que todos los vértices tengan grado 2 o superior contendrá un ciclo.