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 33463
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 33462 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ → ⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩))
2 3anrev 1095 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)))
3 btwnsegle 33462 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩ → ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩))
42, 3sylan2b 593 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩ → ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩))
5 3ancoma 1092 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)))
6 btwncom 33359 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ 𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩))
75, 6sylan2b 593 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ 𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩))
8 simpl 483 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑁 ∈ ℕ)
9 simpr2 1189 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))
10 simpr3 1190 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))
118, 9, 10cgrrflx2d 33329 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ⟨𝐵, 𝐶⟩Cgr⟨𝐶, 𝐵⟩)
12 simpr1 1188 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))
138, 12, 10cgrrflx2d 33329 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ⟨𝐴, 𝐶⟩Cgr⟨𝐶, 𝐴⟩)
14 seglecgr12 33456 . . . . . . . 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 1396 . . . . . . 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 695 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ↔ ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩))
174, 7, 163imtr4d 295 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ → ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩))
181, 17jcad 513 . . . 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 481 . . 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 33404 . . . . 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 767 . . . . . . . . . . . 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 33360 . . . . . . . . . . 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 477 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩) → ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩)
2423adantrl 712 . . . . . . . . . . . 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 33359 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ↔ 𝐴 Btwn ⟨𝐶, 𝐵⟩))
26 3anrot 1094 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)))
27 btwnsegle 33462 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐶, 𝐵⟩ → ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩))
2826, 27sylan2br 594 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐶, 𝐵⟩ → ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩))
2925, 28sylbid 241 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ → ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩))
3029imp 407 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩) → ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩)
3130adantrr 713 . . . . . . . . . . . 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 33460 . . . . . . . . . . . . . 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 1373 . . . . . . . . . . . . 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 481 . . . . . . . . . . . 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 695 . . . . . . . . . . 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 33431 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → 𝐵 = 𝐴)
37 btwntriv1 33361 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
38373adant3r2 1177 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
39 breq1 5065 . . . . . . . . . . . 12 (𝐵 = 𝐴 → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ 𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
4038, 39syl5ibrcom 248 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 = 𝐴𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
4140adantr 481 . . . . . . . . . 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 457 . . . . . . . 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 491 . . . . . . 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 413 . . . . . 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 249 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩ → 𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
4746a1dd 50 . . . . . 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 767 . . . . . . . . . . 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 769 . . . . . . . . . . . 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 1093 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)))
51 btwnsegle 33462 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → ⟨𝐴, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐵⟩))
5250, 51sylan2b 593 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → ⟨𝐴, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐵⟩))
5352imp 407 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩) → ⟨𝐴, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐵⟩)
5453adantrr 713 . . . . . . . . . . . 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 33460 . . . . . . . . . . . . . 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 1373 . . . . . . . . . . . . 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 481 . . . . . . . . . . . 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 695 . . . . . . . . . . 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 33431 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → 𝐵 = 𝐶)
60 btwntriv2 33357 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
61603adant3r2 1177 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
62 breq1 5065 . . . . . . . . . . . 12 (𝐵 = 𝐶 → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
6361, 62syl5ibrcom 248 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 = 𝐶𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
6463adantr 481 . . . . . . . . . 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 457 . . . . . . . 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 492 . . . . . . 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 413 . . . . . 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 1422 . . . . 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 241 . . . 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 407 . . 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 213 . 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 413 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 207  wa 396  w3o 1080  w3a 1081   = wceq 1530  wcel 2107  cop 4569   class class class wbr 5062  cfv 6351  cn 11630  𝔼cee 26588   Btwn cbtwn 26589  Cgrccgr 26590   Colinear ccolin 33382   Seg csegle 33451
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2797  ax-rep 5186  ax-sep 5199  ax-nul 5206  ax-pow 5262  ax-pr 5325  ax-un 7454  ax-inf2 9096  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606  ax-pre-sup 10607
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-fal 1543  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2619  df-eu 2651  df-clab 2804  df-cleq 2818  df-clel 2897  df-nfc 2967  df-ne 3021  df-nel 3128  df-ral 3147  df-rex 3148  df-reu 3149  df-rmo 3150  df-rab 3151  df-v 3501  df-sbc 3776  df-csb 3887  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3955  df-pss 3957  df-nul 4295  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4564  df-pr 4566  df-tp 4568  df-op 4570  df-uni 4837  df-int 4874  df-iun 4918  df-br 5063  df-opab 5125  df-mpt 5143  df-tr 5169  df-id 5458  df-eprel 5463  df-po 5472  df-so 5473  df-fr 5512  df-se 5513  df-we 5514  df-xp 5559  df-rel 5560  df-cnv 5561  df-co 5562  df-dm 5563  df-rn 5564  df-res 5565  df-ima 5566  df-pred 6145  df-ord 6191  df-on 6192  df-lim 6193  df-suc 6194  df-iota 6311  df-fun 6353  df-fn 6354  df-f 6355  df-f1 6356  df-fo 6357  df-f1o 6358  df-fv 6359  df-isom 6360  df-riota 7109  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-om 7572  df-1st 7683  df-2nd 7684  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-1o 8096  df-oadd 8100  df-er 8282  df-map 8401  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-fin 8505  df-sup 8898  df-oi 8966  df-card 9360  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-div 11290  df-nn 11631  df-2 11692  df-3 11693  df-n0 11890  df-z 11974  df-uz 12236  df-rp 12383  df-ico 12737  df-icc 12738  df-fz 12886  df-fzo 13027  df-seq 13363  df-exp 13423  df-hash 13684  df-cj 14451  df-re 14452  df-im 14453  df-sqrt 14587  df-abs 14588  df-clim 14838  df-sum 15036  df-ee 26591  df-btwn 26592  df-cgr 26593  df-ofs 33328  df-colinear 33384  df-ifs 33385  df-cgr3 33386  df-segle 33452
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator