Theorem axlowdim2 27328

Description: The lower two-dimensional axiom. In any space where the dimension is greater than one, there are three non-colinear points. Axiom A8 of [Schwabhauser] p. 12. (Contributed by Scott Fenton, 15-Apr-2013.)

Assertion

Ref	Expression
axlowdim2	⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)∃𝑦 ∈ (𝔼‘𝑁)∃𝑧 ∈ (𝔼‘𝑁) ¬ (𝑥 Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩ ∨ 𝑦 Btwn ⟨𝑧, 𝑥⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨𝑥, 𝑦⟩))

Distinct variable group:   𝑥,𝑁,𝑦,𝑧

Proof of Theorem axlowdim2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		0re 10977	. . 3 ⊢ 0 ∈ ℝ
2	1, 1	axlowdimlem5 27314	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) → ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) ∈ (𝔼‘𝑁))
3		1re 10975	. . 3 ⊢ 1 ∈ ℝ
4	3, 1	axlowdimlem5 27314	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) → ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) ∈ (𝔼‘𝑁))
5	1, 3	axlowdimlem5 27314	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) → ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) ∈ (𝔼‘𝑁))
6		eqid 2738	. . . 4 ⊢ ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))
7		eqid 2738	. . . 4 ⊢ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) = ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))
8		eqid 2738	. . . 4 ⊢ ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))
9	6, 7, 8	axlowdimlem6 27315	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) → ¬ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩))
10		opeq2 4805	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑧⟩ = ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩)
11	10	breq2d 5086	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑧⟩ ↔ ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩))
12		opeq1 4804	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ = ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩)
13	12	breq2d 5086	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → (({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ↔ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩))
14		breq1 5077	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → (𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ↔ ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩))
15	11, 13, 14	3orbi123d 1434	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → ((({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑧⟩ ∨ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩) ↔ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩)))
16	15	notbid 318	. . . 4 ⊢ (𝑧 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → (¬ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑧⟩ ∨ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩) ↔ ¬ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩)))
17	16	rspcev 3561	. . 3 ⊢ ((({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ ¬ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 1⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩)) → ∃𝑧 ∈ (𝔼‘𝑁) ¬ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑧⟩ ∨ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩))
18	5, 9, 17	syl2anc 584	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) → ∃𝑧 ∈ (𝔼‘𝑁) ¬ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑧⟩ ∨ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩))
19		breq1 5077	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → (𝑥 Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩ ↔ ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩))
20		opeq2 4805	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → ⟨𝑧, 𝑥⟩ = ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩)
21	20	breq2d 5086	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → (𝑦 Btwn ⟨𝑧, 𝑥⟩ ↔ 𝑦 Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩))
22		opeq1 4804	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ = ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑦⟩)
23	22	breq2d 5086	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → (𝑧 Btwn ⟨𝑥, 𝑦⟩ ↔ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑦⟩))
24	19, 21, 23	3orbi123d 1434	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → ((𝑥 Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩ ∨ 𝑦 Btwn ⟨𝑧, 𝑥⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨𝑥, 𝑦⟩) ↔ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩ ∨ 𝑦 Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑦⟩)))
25	24	notbid 318	. . . 4 ⊢ (𝑥 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → (¬ (𝑥 Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩ ∨ 𝑦 Btwn ⟨𝑧, 𝑥⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨𝑥, 𝑦⟩) ↔ ¬ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩ ∨ 𝑦 Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑦⟩)))
26	25	rexbidv 3226	. . 3 ⊢ (𝑥 = ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → (∃𝑧 ∈ (𝔼‘𝑁) ¬ (𝑥 Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩ ∨ 𝑦 Btwn ⟨𝑧, 𝑥⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨𝑥, 𝑦⟩) ↔ ∃𝑧 ∈ (𝔼‘𝑁) ¬ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩ ∨ 𝑦 Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑦⟩)))
27		opeq1 4804	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → ⟨𝑦, 𝑧⟩ = ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑧⟩)
28	27	breq2d 5086	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩ ↔ ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑧⟩))
29		breq1 5077	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → (𝑦 Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ↔ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩))
30		opeq2 4805	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑦⟩ = ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩)
31	30	breq2d 5086	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → (𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑦⟩ ↔ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩))
32	28, 29, 31	3orbi123d 1434	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → ((({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩ ∨ 𝑦 Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑦⟩) ↔ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑧⟩ ∨ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩)))
33	32	notbid 318	. . . 4 ⊢ (𝑦 = ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → (¬ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩ ∨ 𝑦 Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑦⟩) ↔ ¬ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑧⟩ ∨ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩)))
34	33	rexbidv 3226	. . 3 ⊢ (𝑦 = ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) → (∃𝑧 ∈ (𝔼‘𝑁) ¬ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩ ∨ 𝑦 Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑦⟩) ↔ ∃𝑧 ∈ (𝔼‘𝑁) ¬ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑧⟩ ∨ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩)))
35	26, 34	rspc2ev 3572	. 2 ⊢ ((({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ ∃𝑧 ∈ (𝔼‘𝑁) ¬ (({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), 𝑧⟩ ∨ ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})) Btwn ⟨𝑧, ({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨({⟨1, 0⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0})), ({⟨1, 1⟩, ⟨2, 0⟩} ∪ ((3...𝑁) × {0}))⟩)) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)∃𝑦 ∈ (𝔼‘𝑁)∃𝑧 ∈ (𝔼‘𝑁) ¬ (𝑥 Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩ ∨ 𝑦 Btwn ⟨𝑧, 𝑥⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨𝑥, 𝑦⟩))
36	2, 4, 18, 35	syl3anc 1370	1 ⊢ (𝑁 ∈ (ℤ≥‘2) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)∃𝑦 ∈ (𝔼‘𝑁)∃𝑧 ∈ (𝔼‘𝑁) ¬ (𝑥 Btwn ⟨𝑦, 𝑧⟩ ∨ 𝑦 Btwn ⟨𝑧, 𝑥⟩ ∨ 𝑧 Btwn ⟨𝑥, 𝑦⟩))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∨ w3o 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2106  ∃wrex 3065   ∪ cun 3885  {csn 4561  {cpr 4563  ⟨cop 4567   class class class wbr 5074   × cxp 5587  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275  0cc0 10871  1c1 10872  2c2 12028  3c3 12029  ℤ_≥cuz 12582  ...cfz 13239  𝔼cee 27256   Btwn cbtwn 27257

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-er 8498  df-map 8617  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-div 11633  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-n0 12234  df-z 12320  df-uz 12583  df-icc 13086  df-fz 13240  df-seq 13722  df-exp 13783  df-ee 27259  df-btwn 27260

This theorem is referenced by: (None)