Users' Mathboxes Mathbox for Scott Fenton < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  colinbtwnle Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem colinbtwnle 31197
Description: Given three colinear points 𝐴, 𝐵, and 𝐶, 𝐵 falls in the middle iff the two segments to 𝐵 are no longer than 𝐴𝐶. Theorem 5.12 of [Schwabhauser] p. 42. (Contributed by Scott Fenton, 15-Oct-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.)
Assertion
Ref Expression
colinbtwnle ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Colinear ⟨𝐵, 𝐶⟩ → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ (⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩))))

Proof of Theorem colinbtwnle
StepHypRef Expression
1 btwnsegle 31196 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ → ⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩))
2 3anrev 1041 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)))
3 btwnsegle 31196 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩ → ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩))
42, 3sylan2b 490 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩ → ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩))
5 3ancoma 1037 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)))
6 btwncom 31093 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ 𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩))
75, 6sylan2b 490 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ 𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩))
8 simpl 471 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑁 ∈ ℕ)
9 simpr2 1060 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))
10 simpr3 1061 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))
118, 9, 10cgrrflx2d 31063 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ⟨𝐵, 𝐶⟩Cgr⟨𝐶, 𝐵⟩)
12 simpr1 1059 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))
138, 12, 10cgrrflx2d 31063 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ⟨𝐴, 𝐶⟩Cgr⟨𝐶, 𝐴⟩)
14 seglecgr12 31190 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((⟨𝐵, 𝐶⟩Cgr⟨𝐶, 𝐵⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐶⟩Cgr⟨𝐶, 𝐴⟩) → (⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ↔ ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩)))
158, 9, 10, 12, 10, 10, 9, 10, 12, 14syl333anc 1349 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((⟨𝐵, 𝐶⟩Cgr⟨𝐶, 𝐵⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐶⟩Cgr⟨𝐶, 𝐴⟩) → (⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ↔ ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩)))
1611, 13, 15mp2and 710 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ↔ ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩))
174, 7, 163imtr4d 281 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ → ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩))
181, 17jcad 553 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ → (⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)))
1918adantr 479 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐴 Colinear ⟨𝐵, 𝐶⟩) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ → (⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)))
20 brcolinear 31138 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Colinear ⟨𝐵, 𝐶⟩ ↔ (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩ ∨ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)))
21 simprl 789 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → 𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩)
228, 12, 9, 10, 21btwncomand 31094 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → 𝐴 Btwn ⟨𝐶, 𝐵⟩)
2316biimpa 499 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩) → ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩)
2423adantrl 747 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩)
25 btwncom 31093 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ↔ 𝐴 Btwn ⟨𝐶, 𝐵⟩))
26 3anrot 1035 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)))
27 btwnsegle 31196 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐶, 𝐵⟩ → ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩))
2826, 27sylan2br 491 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐶, 𝐵⟩ → ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩))
2925, 28sylbid 228 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ → ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩))
3029imp 443 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩) → ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩)
3130adantrr 748 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩)
32 segleantisym 31194 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩ ∧ ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩) → ⟨𝐶, 𝐵⟩Cgr⟨𝐶, 𝐴⟩))
338, 10, 9, 10, 12, 32syl122anc 1326 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩ ∧ ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩) → ⟨𝐶, 𝐵⟩Cgr⟨𝐶, 𝐴⟩))
3433adantr 479 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → ((⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩ ∧ ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩) → ⟨𝐶, 𝐵⟩Cgr⟨𝐶, 𝐴⟩))
3524, 31, 34mp2and 710 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → ⟨𝐶, 𝐵⟩Cgr⟨𝐶, 𝐴⟩)
368, 10, 9, 12, 22, 35endofsegidand 31165 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → 𝐵 = 𝐴)
37 btwntriv1 31095 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
38373adant3r2 1266 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
39 breq1 4576 . . . . . . . . . . . 12 (𝐵 = 𝐴 → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ 𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
4038, 39syl5ibrcom 235 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 = 𝐴𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
4140adantr 479 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → (𝐵 = 𝐴𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
4236, 41mpd 15 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
4342expr 640 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩) → (⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
4443adantld 481 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩) → ((⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
4544ex 448 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ → ((⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)))
467biimprd 236 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩ → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
4746a1dd 47 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩ → ((⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)))
48 simprl 789 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)
49 simprr 791 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → ⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)
50 3ancomb 1039 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)))
51 btwnsegle 31196 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → ⟨𝐴, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐵⟩))
5250, 51sylan2b 490 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → ⟨𝐴, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐵⟩))
5352imp 443 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩) → ⟨𝐴, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐵⟩)
5453adantrr 748 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → ⟨𝐴, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐵⟩)
55 segleantisym 31194 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐵⟩) → ⟨𝐴, 𝐵⟩Cgr⟨𝐴, 𝐶⟩))
568, 12, 9, 12, 10, 55syl122anc 1326 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐵⟩) → ⟨𝐴, 𝐵⟩Cgr⟨𝐴, 𝐶⟩))
5756adantr 479 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → ((⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐵⟩) → ⟨𝐴, 𝐵⟩Cgr⟨𝐴, 𝐶⟩))
5849, 54, 57mp2and 710 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → ⟨𝐴, 𝐵⟩Cgr⟨𝐴, 𝐶⟩)
598, 12, 9, 10, 48, 58endofsegidand 31165 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → 𝐵 = 𝐶)
60 btwntriv2 31091 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
61603adant3r2 1266 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
62 breq1 4576 . . . . . . . . . . . 12 (𝐵 = 𝐶 → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
6361, 62syl5ibrcom 235 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 = 𝐶𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
6463adantr 479 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → (𝐵 = 𝐶𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
6559, 64mpd 15 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
6665expr 640 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩) → (⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
6766adantrd 482 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩) → ((⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
6867ex 448 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → ((⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)))
6945, 47, 683jaod 1383 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩ ∨ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩) → ((⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)))
7020, 69sylbid 228 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Colinear ⟨𝐵, 𝐶⟩ → ((⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)))
7170imp 443 . . 3 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐴 Colinear ⟨𝐵, 𝐶⟩) → ((⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
7219, 71impbid 200 . 2 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐴 Colinear ⟨𝐵, 𝐶⟩) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ (⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)))
7372ex 448 1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Colinear ⟨𝐵, 𝐶⟩ → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ (⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 194  wa 382  w3o 1029  w3a 1030   = wceq 1474  wcel 1975  cop 4126   class class class wbr 4573  cfv 5786  cn 10863  𝔼cee 25482   Btwn cbtwn 25483  Cgrccgr 25484   Colinear ccolin 31116   Seg csegle 31185
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1711  ax-4 1726  ax-5 1825  ax-6 1873  ax-7 1920  ax-8 1977  ax-9 1984  ax-10 2004  ax-11 2019  ax-12 2031  ax-13 2228  ax-ext 2585  ax-rep 4689  ax-sep 4699  ax-nul 4708  ax-pow 4760  ax-pr 4824  ax-un 6820  ax-inf2 8394  ax-cnex 9844  ax-resscn 9845  ax-1cn 9846  ax-icn 9847  ax-addcl 9848  ax-addrcl 9849  ax-mulcl 9850  ax-mulrcl 9851  ax-mulcom 9852  ax-addass 9853  ax-mulass 9854  ax-distr 9855  ax-i2m1 9856  ax-1ne0 9857  ax-1rid 9858  ax-rnegex 9859  ax-rrecex 9860  ax-cnre 9861  ax-pre-lttri 9862  ax-pre-lttrn 9863  ax-pre-ltadd 9864  ax-pre-mulgt0 9865  ax-pre-sup 9866
This theorem depends on definitions:  df-bi 195  df-or 383  df-an 384  df-3or 1031  df-3an 1032  df-tru 1477  df-fal 1480  df-ex 1695  df-nf 1700  df-sb 1866  df-eu 2457  df-mo 2458  df-clab 2592  df-cleq 2598  df-clel 2601  df-nfc 2735  df-ne 2777  df-nel 2778  df-ral 2896  df-rex 2897  df-reu 2898  df-rmo 2899  df-rab 2900  df-v 3170  df-sbc 3398  df-csb 3495  df-dif 3538  df-un 3540  df-in 3542  df-ss 3549  df-pss 3551  df-nul 3870  df-if 4032  df-pw 4105  df-sn 4121  df-pr 4123  df-tp 4125  df-op 4127  df-uni 4363  df-int 4401  df-iun 4447  df-br 4574  df-opab 4634  df-mpt 4635  df-tr 4671  df-eprel 4935  df-id 4939  df-po 4945  df-so 4946  df-fr 4983  df-se 4984  df-we 4985  df-xp 5030  df-rel 5031  df-cnv 5032  df-co 5033  df-dm 5034  df-rn 5035  df-res 5036  df-ima 5037  df-pred 5579  df-ord 5625  df-on 5626  df-lim 5627  df-suc 5628  df-iota 5750  df-fun 5788  df-fn 5789  df-f 5790  df-f1 5791  df-fo 5792  df-f1o 5793  df-fv 5794  df-isom 5795  df-riota 6485  df-ov 6526  df-oprab 6527  df-mpt2 6528  df-om 6931  df-1st 7032  df-2nd 7033  df-wrecs 7267  df-recs 7328  df-rdg 7366  df-1o 7420  df-oadd 7424  df-er 7602  df-map 7719  df-en 7815  df-dom 7816  df-sdom 7817  df-fin 7818  df-sup 8204  df-oi 8271  df-card 8621  df-pnf 9928  df-mnf 9929  df-xr 9930  df-ltxr 9931  df-le 9932  df-sub 10115  df-neg 10116  df-div 10530  df-nn 10864  df-2 10922  df-3 10923  df-n0 11136  df-z 11207  df-uz 11516  df-rp 11661  df-ico 12004  df-icc 12005  df-fz 12149  df-fzo 12286  df-seq 12615  df-exp 12674  df-hash 12931  df-cj 13629  df-re 13630  df-im 13631  df-sqrt 13765  df-abs 13766  df-clim 14009  df-sum 14207  df-ee 25485  df-btwn 25486  df-cgr 25487  df-ofs 31062  df-colinear 31118  df-ifs 31119  df-cgr3 31120  df-segle 31186
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator