Theorem broutsideof2 34424

Description: Alternate form of OutsideOf. Definition 6.1 of [Schwabhauser] p. 43. (Contributed by Scott Fenton, 17-Oct-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.)

Assertion

Ref	Expression
broutsideof2	⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝑃OutsideOf⟨𝐴, 𝐵⟩ ↔ (𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃 ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))))

Proof of Theorem broutsideof2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		broutsideof 34423	. 2 ⊢ (𝑃OutsideOf⟨𝐴, 𝐵⟩ ↔ (𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))
2		btwntriv1 34318	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)
3	2	3adant3r1 1181	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)
4		breq1 5077	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 = 𝑃 → (𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ↔ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))
5	3, 4	syl5ibcom 244	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 = 𝑃 → 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))
6	5	necon3bd 2957	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → 𝐴 ≠ 𝑃))
7	6	imp 407	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩) → 𝐴 ≠ 𝑃)
8	7	adantrl 713	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → 𝐴 ≠ 𝑃)
9		btwntriv2 34314	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)
10	9	3adant3r1 1181	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)
11		breq1 5077	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 = 𝑃 → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ↔ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))
12	10, 11	syl5ibcom 244	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 = 𝑃 → 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))
13	12	necon3bd 2957	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → 𝐵 ≠ 𝑃))
14	13	imp 407	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩) → 𝐵 ≠ 𝑃)
15	14	adantrl 713	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → 𝐵 ≠ 𝑃)
16		brcolinear 34361	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩ ↔ (𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∨ 𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝑃⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩)))
17		pm2.24 124	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → (¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩)))
18	17	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → (¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))))
19		3anrot 1099	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁)))
20		btwncom 34316	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝑃⟩ ↔ 𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩))
21	19, 20	sylan2b 594	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝑃⟩ ↔ 𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩))
22		orc 864	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))
23	21, 22	syl6bi 252	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝑃⟩ → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩)))
24	23	a1dd 50	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝑃⟩ → (¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))))
25		olc 865	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))
26	25	a1d 25	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ → (¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩)))
27	26	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ → (¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))))
28	18, 24, 27	3jaod 1427	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∨ 𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝑃⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩) → (¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))))
29	16, 28	sylbid 239	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩ → (¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))))
30	29	imp32 419	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))
31	8, 15, 30	3jca 1127	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → (𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃 ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩)))
32		simp3 1137	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃 ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩)) → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))
33		3ancomb 1098	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)))
34		btwncolinear2 34372	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ → 𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩))
35	33, 34	sylan2b 594	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ → 𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩))
36		btwncolinear1 34371	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ → 𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩))
37	35, 36	jaod 856	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩) → 𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩))
38	32, 37	syl5 34	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃 ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩)) → 𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩))
39	38	imp 407	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃 ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))) → 𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩)
40		simpr2 1194	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃)) → 𝐴 ≠ 𝑃)
41	40	neneqd 2948	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃)) → ¬ 𝐴 = 𝑃)
42		simprl1 1217	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ((𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃) ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → 𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩)
43		simprr 770	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ((𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃) ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)
44		simpl 483	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑁 ∈ ℕ)
45		simpr2 1194	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))
46		simpr1 1193	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁))
47		simpr3 1195	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))
48		btwnswapid 34319	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩) → 𝐴 = 𝑃))
49	44, 45, 46, 47, 48	syl13anc 1371	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩) → 𝐴 = 𝑃))
50	49	adantr 481	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ((𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃) ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → ((𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩) → 𝐴 = 𝑃))
51	42, 43, 50	mp2and 696	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ((𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃) ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → 𝐴 = 𝑃)
52	51	expr 457	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃)) → (𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → 𝐴 = 𝑃))
53	41, 52	mtod 197	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃)) → ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)
54	53	3exp2 1353	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ → (𝐴 ≠ 𝑃 → (𝐵 ≠ 𝑃 → ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))))
55		simpr3 1195	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃)) → 𝐵 ≠ 𝑃)
56	55	neneqd 2948	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃)) → ¬ 𝐵 = 𝑃)
57		simprl1 1217	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ((𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃) ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩)
58		simprr 770	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ((𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃) ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)
59	44, 46, 45, 47, 58	btwncomand 34317	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ((𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃) ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → 𝑃 Btwn ⟨𝐵, 𝐴⟩)
60		3anrot 1099	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)))
61		btwnswapid 34319	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐵, 𝐴⟩) → 𝐵 = 𝑃))
62	60, 61	sylan2br 595	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐵, 𝐴⟩) → 𝐵 = 𝑃))
63	62	adantr 481	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ((𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃) ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → ((𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐵, 𝐴⟩) → 𝐵 = 𝑃))
64	57, 59, 63	mp2and 696	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ((𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃) ∧ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → 𝐵 = 𝑃)
65	64	expr 457	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃)) → (𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → 𝐵 = 𝑃))
66	56, 65	mtod 197	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃)) → ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)
67	66	3exp2 1353	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ → (𝐴 ≠ 𝑃 → (𝐵 ≠ 𝑃 → ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))))
68	54, 67	jaod 856	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩) → (𝐴 ≠ 𝑃 → (𝐵 ≠ 𝑃 → ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))))
69	68	com12 32	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩) → ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 ≠ 𝑃 → (𝐵 ≠ 𝑃 → ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))))
70	69	com4l 92	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 ≠ 𝑃 → (𝐵 ≠ 𝑃 → ((𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩) → ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))))
71	70	3imp2 1348	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃 ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))) → ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)
72	39, 71	jca 512	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃 ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))) → (𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))
73	31, 72	impbida 798	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩) ↔ (𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃 ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))))
74	1, 73	syl5bb 283	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝑃OutsideOf⟨𝐴, 𝐵⟩ ↔ (𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃 ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∨ wo 844   ∨ w3o 1085   ∧ w3a 1086   = wceq 1539   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2943  ⟨cop 4567   class class class wbr 5074  ‘cfv 6433  ℕcn 11973  𝔼cee 27256   Btwn cbtwn 27257   Colinear ccolin 34339  OutsideOfcoutsideof 34421

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-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-inf2 9399  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  ax-pre-sup 10949

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-int 4880  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-se 5545  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-isom 6442  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-1o 8297  df-er 8498  df-map 8617  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-sup 9201  df-oi 9269  df-card 9697  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-rp 12731  df-ico 13085  df-icc 13086  df-fz 13240  df-fzo 13383  df-seq 13722  df-exp 13783  df-hash 14045  df-cj 14810  df-re 14811  df-im 14812  df-sqrt 14946  df-abs 14947  df-clim 15197  df-sum 15398  df-ee 27259  df-btwn 27260  df-cgr 27261  df-colinear 34341  df-outsideof 34422

This theorem is referenced by:  outsidene1  34425  outsidene2  34426  btwnoutside  34427  broutsideof3  34428  outsideofcom  34430  outsideoftr  34431  outsideofeq  34432  outsideofeu  34433  lineunray  34449