Theorem btwnconn2 36339

Description: Another connectivity law for betweenness. Theorem 5.2 of [Schwabhauser] p. 41. (Contributed by Scott Fenton, 9-Oct-2013.)

Assertion

Ref	Expression
btwnconn2	⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩) → (𝐶 Btwn ⟨𝐵, 𝐷⟩ ∨ 𝐷 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩)))

Proof of Theorem btwnconn2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		btwnconn1 36338	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩) → (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩ ∨ 𝐷 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)))
2		simpr2 1202	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩)) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
3	2	anim1i 621	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩)) ∧ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩))
4		btwnexch3 36257	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩) → 𝐶 Btwn ⟨𝐵, 𝐷⟩))
5	4	ad2antrr 732	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩)) ∧ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩) → ((𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩) → 𝐶 Btwn ⟨𝐵, 𝐷⟩))
6	3, 5	mpd 15	. . . . 5 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩)) ∧ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩) → 𝐶 Btwn ⟨𝐵, 𝐷⟩)
7	6	ex 413	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩)) → (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩ → 𝐶 Btwn ⟨𝐵, 𝐷⟩))
8		simpr3 1203	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩)) → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩)
9		simp3r 1209	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))
10		simp3l 1208	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))
11	9, 10	jca 516	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)))
12		btwnexch3 36257	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩ ∧ 𝐷 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩) → 𝐷 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩))
13	11, 12	syld3an3 1417	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩ ∧ 𝐷 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩) → 𝐷 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩))
14	13	adantr 481	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩)) → ((𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩ ∧ 𝐷 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩) → 𝐷 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩))
15	8, 14	mpand 701	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩)) → (𝐷 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ → 𝐷 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩))
16	7, 15	orim12d 972	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩)) → ((𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩ ∨ 𝐷 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩) → (𝐶 Btwn ⟨𝐵, 𝐷⟩ ∨ 𝐷 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩)))
17	16	ex 413	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩) → ((𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩ ∨ 𝐷 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩) → (𝐶 Btwn ⟨𝐵, 𝐷⟩ ∨ 𝐷 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩))))
18	1, 17	mpdd 43	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐴 ≠ 𝐵 ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ∧ 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐷⟩) → (𝐶 Btwn ⟨𝐵, 𝐷⟩ ∨ 𝐷 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   ∨ wo 853   ∧ w3a 1092   ∈ wcel 2119   ≠ wne 2934  ⟨cop 4562   class class class wbr 5073  ‘cfv 6486  ℕcn 12166  𝔼cee 28975   Btwn cbtwn 28976

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2711  ax-rep 5200  ax-sep 5219  ax-nul 5229  ax-pow 5295  ax-pr 5363  ax-un 7679  ax-inf2 9554  ax-cnex 11086  ax-resscn 11087  ax-1cn 11088  ax-icn 11089  ax-addcl 11090  ax-addrcl 11091  ax-mulcl 11092  ax-mulrcl 11093  ax-mulcom 11094  ax-addass 11095  ax-mulass 11096  ax-distr 11097  ax-i2m1 11098  ax-1ne0 11099  ax-1rid 11100  ax-rnegex 11101  ax-rrecex 11102  ax-cnre 11103  ax-pre-lttri 11104  ax-pre-lttrn 11105  ax-pre-ltadd 11106  ax-pre-mulgt0 11107  ax-pre-sup 11108

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2718  df-cleq 2731  df-clel 2814  df-nfc 2888  df-ne 2935  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3064  df-rmo 3344  df-reu 3345  df-rab 3392  df-v 3433  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3903  df-nul 4263  df-if 4456  df-pw 4532  df-sn 4557  df-pr 4559  df-op 4563  df-uni 4840  df-int 4879  df-iun 4924  df-br 5074  df-opab 5136  df-mpt 5155  df-tr 5181  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  df-se 5573  df-we 5574  df-xp 5625  df-rel 5626  df-cnv 5627  df-co 5628  df-dm 5629  df-rn 5630  df-res 5631  df-ima 5632  df-pred 6253  df-ord 6314  df-on 6315  df-lim 6316  df-suc 6317  df-iota 6442  df-fun 6488  df-fn 6489  df-f 6490  df-f1 6491  df-fo 6492  df-f1o 6493  df-fv 6494  df-isom 6495  df-riota 7314  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-om 7808  df-1st 7932  df-2nd 7933  df-frecs 8222  df-wrecs 8253  df-recs 8302  df-rdg 8340  df-1o 8396  df-er 8634  df-map 8766  df-en 8885  df-dom 8886  df-sdom 8887  df-fin 8888  df-sup 9346  df-oi 9416  df-card 9855  df-pnf 11173  df-mnf 11174  df-xr 11175  df-ltxr 11176  df-le 11177  df-sub 11371  df-neg 11372  df-div 11800  df-nn 12167  df-2 12236  df-3 12237  df-n0 12430  df-z 12517  df-uz 12781  df-rp 12935  df-ico 13296  df-icc 13297  df-fz 13454  df-fzo 13601  df-seq 13956  df-exp 14016  df-hash 14285  df-cj 15053  df-re 15054  df-im 15055  df-sqrt 15189  df-abs 15190  df-clim 15442  df-sum 15641  df-ee 28978  df-btwn 28979  df-cgr 28980  df-ofs 36220  df-colinear 36276  df-ifs 36277  df-cgr3 36278  df-fs 36279

This theorem is referenced by:  btwnconn3  36340  segcon2  36342  btwnoutside  36362  broutsideof3  36363  lineunray  36384  lineelsb2  36385