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

Theorem brbtwn 25679
Description: The binary relationship form of the betweenness predicate. The statement 𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶 should be informally read as "𝐴 lies on a line segment between 𝐵 and 𝐶. This exact definition is abstracted away by Tarski's geometry axioms later on. (Contributed by Scott Fenton, 3-Jun-2013.)
Assertion
Ref Expression
brbtwn ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ↔ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
Distinct variable groups:   𝑖,𝑁,𝑡   𝐴,𝑖,𝑡   𝐵,𝑖,𝑡   𝐶,𝑖,𝑡

Proof of Theorem brbtwn
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-btwn 25672 . . 3 Btwn = {⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))}
21breqi 4619 . 2 (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ↔ 𝐴{⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))}⟨𝐵, 𝐶⟩)
3 opex 4893 . . . . 5 𝐵, 𝐶⟩ ∈ V
4 brcnvg 5263 . . . . 5 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ ∈ V) → (𝐴{⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))}⟨𝐵, 𝐶⟩ ↔ ⟨𝐵, 𝐶⟩{⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))}𝐴))
53, 4mpan2 706 . . . 4 (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) → (𝐴{⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))}⟨𝐵, 𝐶⟩ ↔ ⟨𝐵, 𝐶⟩{⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))}𝐴))
653ad2ant1 1080 . . 3 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (𝐴{⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))}⟨𝐵, 𝐶⟩ ↔ ⟨𝐵, 𝐶⟩{⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))}𝐴))
7 df-br 4614 . . . 4 (⟨𝐵, 𝐶⟩{⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))}𝐴 ↔ ⟨⟨𝐵, 𝐶⟩, 𝐴⟩ ∈ {⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))})
8 eleq1 2686 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = 𝐵 → (𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ↔ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛)))
983anbi1d 1400 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝐵 → ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ↔ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛))))
10 fveq1 6147 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝐵 → (𝑦𝑖) = (𝐵𝑖))
1110oveq2d 6620 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = 𝐵 → ((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) = ((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)))
1211oveq1d 6619 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = 𝐵 → (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))
1312eqeq2d 2631 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = 𝐵 → ((𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))) ↔ (𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖)))))
1413rexralbidv 3051 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝐵 → (∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))) ↔ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖)))))
159, 14anbi12d 746 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝐵 → (((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖)))) ↔ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))))
1615rexbidv 3045 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝐵 → (∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖)))) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))))
17 eleq1 2686 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝐶 → (𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ↔ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛)))
18173anbi2d 1401 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝐶 → ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ↔ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛))))
19 fveq1 6147 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = 𝐶 → (𝑧𝑖) = (𝐶𝑖))
2019oveq2d 6620 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = 𝐶 → (𝑡 · (𝑧𝑖)) = (𝑡 · (𝐶𝑖)))
2120oveq2d 6620 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝐶 → (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))))
2221eqeq2d 2631 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝐶 → ((𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))) ↔ (𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
2322rexralbidv 3051 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝐶 → (∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))) ↔ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
2418, 23anbi12d 746 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝐶 → (((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖)))) ↔ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))))))
2524rexbidv 3045 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝐶 → (∃𝑛 ∈ ℕ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖)))) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))))))
26 eleq1 2686 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛) ↔ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛)))
27263anbi3d 1402 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝐴 → ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ↔ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛))))
28 fveq1 6147 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝐴 → (𝑥𝑖) = (𝐴𝑖))
2928eqeq1d 2623 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))) ↔ (𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
3029rexralbidv 3051 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝐴 → (∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))) ↔ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
3127, 30anbi12d 746 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝐴 → (((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))) ↔ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))))))
3231rexbidv 3045 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝐴 → (∃𝑛 ∈ ℕ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))))))
3316, 25, 32eloprabg 6701 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (⟨⟨𝐵, 𝐶⟩, 𝐴⟩ ∈ {⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))} ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))))))
34 simp1 1059 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛)) → 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛))
35 simp1 1059 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))
36 eedimeq 25678 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝑛 = 𝑁)
3734, 35, 36syl2anr 495 . . . . . . . . . . 11 (((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛))) → 𝑛 = 𝑁)
38 oveq2 6612 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 𝑁 → (1...𝑛) = (1...𝑁))
3938raleqdv 3133 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑁 → (∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))) ↔ ∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
4039rexbidv 3045 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑁 → (∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))) ↔ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
4137, 40syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛))) → (∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))) ↔ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
4241biimpd 219 . . . . . . . . 9 (((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛))) → (∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))) → ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
4342expimpd 628 . . . . . . . 8 ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))) → ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
4443rexlimdvw 3027 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (∃𝑛 ∈ ℕ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))) → ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
45 eleenn 25676 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ)
46453ad2ant1 1080 . . . . . . . 8 ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ)
47 fveq2 6148 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 = 𝑁 → (𝔼‘𝑛) = (𝔼‘𝑁))
4847eleq2d 2684 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑁 → (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ↔ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)))
4947eleq2d 2684 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑁 → (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ↔ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)))
5047eleq2d 2684 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑁 → (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛) ↔ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)))
5148, 49, 503anbi123d 1396 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑁 → ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛)) ↔ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))))
5251, 40anbi12d 746 . . . . . . . . . 10 (𝑛 = 𝑁 → (((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))) ↔ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))))))
5352rspcev 3295 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))))) → ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
5453exp32 630 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ → ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))) → ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))))
5546, 54mpcom 38 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))) → ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖))))))
5644, 55impbid 202 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (∃𝑛 ∈ ℕ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))) ↔ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
5733, 56bitrd 268 . . . . 5 ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (⟨⟨𝐵, 𝐶⟩, 𝐴⟩ ∈ {⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))} ↔ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
58573comr 1270 . . . 4 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (⟨⟨𝐵, 𝐶⟩, 𝐴⟩ ∈ {⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))} ↔ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
597, 58syl5bb 272 . . 3 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (⟨𝐵, 𝐶⟩{⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))}𝐴 ↔ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
606, 59bitrd 268 . 2 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (𝐴{⟨⟨𝑦, 𝑧⟩, 𝑥⟩ ∣ ∃𝑛 ∈ ℕ ((𝑦 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑧 ∈ (𝔼‘𝑛) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑛)) ∧ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑛)(𝑥𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑦𝑖)) + (𝑡 · (𝑧𝑖))))}⟨𝐵, 𝐶⟩ ↔ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
612, 60syl5bb 272 1 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ↔ ∃𝑡 ∈ (0[,]1)∀𝑖 ∈ (1...𝑁)(𝐴𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝐵𝑖)) + (𝑡 · (𝐶𝑖)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1987  wral 2907  wrex 2908  Vcvv 3186  cop 4154   class class class wbr 4613  ccnv 5073  cfv 5847  (class class class)co 6604  {coprab 6605  0cc0 9880  1c1 9881   + caddc 9883   · cmul 9885  cmin 10210  cn 10964  [,]cicc 12120  ...cfz 12268  𝔼cee 25668   Btwn cbtwn 25669
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-iun 4487  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-er 7687  df-map 7804  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-nn 10965  df-z 11322  df-uz 11632  df-fz 12269  df-ee 25671  df-btwn 25672
This theorem is referenced by:  brbtwn2  25685  axsegcon  25707  ax5seg  25718  axbtwnid  25719  axpasch  25721  axeuclid  25743  axcontlem2  25745  axcontlem4  25747  axcontlem7  25750  axcontlem8  25751
  Copyright terms: Public domain W3C validator