Theorem broutsideof2 37064

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 37063	. 2 ⊢ (𝑃OutsideOf⟨𝐴, 𝐵⟩ ↔ (𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))
2		btwntriv1 36958	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)
3	2	3adant3r1 1201	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)
4		breq1 5109	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 = 𝑃 → (𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ↔ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))
5	3, 4	syl5ibcom 248	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 = 𝑃 → 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))
6	5	necon3bd 2973	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → 𝐴 ≠ 𝑃))
7	6	imp 412	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩) → 𝐴 ≠ 𝑃)
8	7	adantrl 729	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → 𝐴 ≠ 𝑃)
9		btwntriv2 36954	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)
10	9	3adant3r1 1201	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)
11		breq1 5109	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 = 𝑃 → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ↔ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))
12	10, 11	syl5ibcom 248	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 = 𝑃 → 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩))
13	12	necon3bd 2973	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → 𝐵 ≠ 𝑃))
14	13	imp 412	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩) → 𝐵 ≠ 𝑃)
15	14	adantrl 729	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ¬ 𝑃 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩)) → 𝐵 ≠ 𝑃)
16		brcolinear 37001	. . . . . 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		pm2.24 125	. . . . . . . 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 1117	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁)))
20		btwncom 36956	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝑃⟩ ↔ 𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩))
21	19, 20	sylan2b 606	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝑃⟩ ↔ 𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩))
22		orc 881	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))
23	21, 22	biimtrdi 256	. . . . . . . 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 51	. . . . . . 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 882	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))
26	25	a1d 26	. . . . . . . 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 1457	. . . . . 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 243	. . . . 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 424	. . . 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 1146	. . 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 1156	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃 ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩)) → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∨ 𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩))
33		3ancomb 1116	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)))
34		btwncolinear2 37012	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ → 𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩))
35	33, 34	sylan2b 606	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ → 𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩))
36		btwncolinear1 37011	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ → 𝑃 Colinear ⟨𝐴, 𝐵⟩))
37	35, 36	jaod 873	. . . . . 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 35	. . . . 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 412	. . . 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 1214	. . . . . . . . . . 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 2964	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝑃, 𝐵⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃)) → ¬ 𝐴 = 𝑃)
42		simprl1 1237	. . . . . . . . . . . 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 785	. . . . . . . . . . . 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 488	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑁 ∈ ℕ)
45		simpr2 1214	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))
46		simpr1 1213	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁))
47		simpr3 1215	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))
48		btwnswapid 36959	. . . . . . . . . . . . . 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 1400	. . . . . . . . . . . . 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 486	. . . . . . . . . . . 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 712	. . . . . . . . . . 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 462	. . . . . . . . . 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 201	. . . . . . . . 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 1373	. . . . . . . 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 1215	. . . . . . . . . . 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 2964	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐵 Btwn ⟨𝑃, 𝐴⟩ ∧ 𝐴 ≠ 𝑃 ∧ 𝐵 ≠ 𝑃)) → ¬ 𝐵 = 𝑃)
57		simprl1 1237	. . . . . . . . . . . 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 785	. . . . . . . . . . . . 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 36957	. . . . . . . . . . . 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 1117	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)))
61		btwnswapid 36959	. . . . . . . . . . . . . 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 607	. . . . . . . . . . . . 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 486	. . . . . . . . . . . 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 712	. . . . . . . . . . 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 462	. . . . . . . . . 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 201	. . . . . . . . 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 1373	. . . . . . . 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 873	. . . . . . 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 33	. . . . . 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 93	. . . . 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 1368	. . . 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 521	. . 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 813	. 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	bitrid 286	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⟩))))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   ∨ w3o 1102   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ⟨cop 4838   class class class wbr 5106  ‘cfv 6555  ℕcn 12359  𝔼cee 29492   Btwn cbtwn 29493   Colinear ccolin 36979  OutsideOfcoutsideof 37061

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-inf2 9666  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301  ax-pre-sup 11302

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-isom 6564  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-1o 8501  df-er 8742  df-map 8874  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-fin 9002  df-sup 9458  df-oi 9528  df-card 10044  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-div 11998  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-n0 12631  df-z 12718  df-uz 12990  df-rp 13145  df-ico 13506  df-icc 13507  df-fz 13664  df-fzo 13813  df-seq 14169  df-exp 14229  df-hash 14499  df-cj 15292  df-re 15293  df-im 15294  df-sqrt 15428  df-abs 15429  df-clim 15681  df-sum 15880  df-ee 29495  df-btwn 29496  df-cgr 29497  df-colinear 36981  df-outsideof 37062

This theorem is used by:  outsidene1  37065  outsidene2  37066  btwnoutside  37067  broutsideof3  37068  outsideofcom  37070  outsideoftr  37071  outsideofeq  37072  outsideofeu  37073  lineunray  37089