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 32692
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 32691 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ → ⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩))
2 3anrev 1126 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)))
3 btwnsegle 32691 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩ → ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩))
42, 3sylan2b 587 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩ → ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩))
5 3ancoma 1119 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)))
6 btwncom 32588 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ 𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩))
75, 6sylan2b 587 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ 𝐵 Btwn ⟨𝐶, 𝐴⟩))
8 simpl 474 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑁 ∈ ℕ)
9 simpr2 1250 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))
10 simpr3 1252 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))
118, 9, 10cgrrflx2d 32558 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ⟨𝐵, 𝐶⟩Cgr⟨𝐶, 𝐵⟩)
12 simpr1 1248 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))
138, 12, 10cgrrflx2d 32558 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ⟨𝐴, 𝐶⟩Cgr⟨𝐶, 𝐴⟩)
14 seglecgr12 32685 . . . . . . . 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 1521 . . . . . . 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 690 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩ ↔ ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩))
174, 7, 163imtr4d 285 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ → ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩))
181, 17jcad 508 . . . 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 472 . . 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 32633 . . . . 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 787 . . . . . . . . . . . 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 32589 . . . . . . . . . . 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 468 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩) → ⟨𝐶, 𝐵⟩ Seg𝐶, 𝐴⟩)
2423adantrl 707 . . . . . . . . . . . 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 32588 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ↔ 𝐴 Btwn ⟨𝐶, 𝐵⟩))
26 3anrot 1122 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)))
27 btwnsegle 32691 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐶, 𝐵⟩ → ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩))
2826, 27sylan2br 588 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐶, 𝐵⟩ → ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩))
2925, 28sylbid 231 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ → ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩))
3029imp 395 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩) → ⟨𝐶, 𝐴⟩ Seg𝐶, 𝐵⟩)
3130adantrr 708 . . . . . . . . . . . 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 32689 . . . . . . . . . . . . . 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 1498 . . . . . . . . . . . . 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 472 . . . . . . . . . . . 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 690 . . . . . . . . . . 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 32660 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 Btwn ⟨𝐵, 𝐶⟩ ∧ ⟨𝐵, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → 𝐵 = 𝐴)
37 btwntriv1 32590 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
38373adant3r2 1234 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
39 breq1 4814 . . . . . . . . . . . 12 (𝐵 = 𝐴 → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ 𝐴 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
4038, 39syl5ibrcom 238 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 = 𝐴𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
4140adantr 472 . . . . . . . . . 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 448 . . . . . . . 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 484 . . . . . . 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 401 . . . . . 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 239 . . . . . . 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 787 . . . . . . . . . . 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 789 . . . . . . . . . . . 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 1121 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)))
51 btwnsegle 32691 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → ⟨𝐴, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐵⟩))
5250, 51sylan2b 587 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ → ⟨𝐴, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐵⟩))
5352imp 395 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩) → ⟨𝐴, 𝐶⟩ Seg𝐴, 𝐵⟩)
5453adantrr 708 . . . . . . . . . . . 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 32689 . . . . . . . . . . . . . 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 1498 . . . . . . . . . . . . 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 472 . . . . . . . . . . . 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 690 . . . . . . . . . . 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 32660 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐵⟩ ∧ ⟨𝐴, 𝐵⟩ Seg𝐴, 𝐶⟩)) → 𝐵 = 𝐶)
60 btwntriv2 32586 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
61603adant3r2 1234 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩)
62 breq1 4814 . . . . . . . . . . . 12 (𝐵 = 𝐶 → (𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩ ↔ 𝐶 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
6361, 62syl5ibrcom 238 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 = 𝐶𝐵 Btwn ⟨𝐴, 𝐶⟩))
6463adantr 472 . . . . . . . . . 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 448 . . . . . . . 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 485 . . . . . . 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 401 . . . . . 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 1553 . . . . 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 231 . . . 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 395 . . 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 203 . 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 401 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 197  wa 384  w3o 1106  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  cop 4342   class class class wbr 4811  cfv 6070  cn 11279  𝔼cee 26075   Btwn cbtwn 26076  Cgrccgr 26077   Colinear ccolin 32611   Seg csegle 32680
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4932  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064  ax-un 7151  ax-inf2 8757  ax-cnex 10249  ax-resscn 10250  ax-1cn 10251  ax-icn 10252  ax-addcl 10253  ax-addrcl 10254  ax-mulcl 10255  ax-mulrcl 10256  ax-mulcom 10257  ax-addass 10258  ax-mulass 10259  ax-distr 10260  ax-i2m1 10261  ax-1ne0 10262  ax-1rid 10263  ax-rnegex 10264  ax-rrecex 10265  ax-cnre 10266  ax-pre-lttri 10267  ax-pre-lttrn 10268  ax-pre-ltadd 10269  ax-pre-mulgt0 10270  ax-pre-sup 10271
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-fal 1666  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-pss 3750  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-tp 4341  df-op 4343  df-uni 4597  df-int 4636  df-iun 4680  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-tr 4914  df-id 5187  df-eprel 5192  df-po 5200  df-so 5201  df-fr 5238  df-se 5239  df-we 5240  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-pred 5867  df-ord 5913  df-on 5914  df-lim 5915  df-suc 5916  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-isom 6079  df-riota 6807  df-ov 6849  df-oprab 6850  df-mpt2 6851  df-om 7268  df-1st 7370  df-2nd 7371  df-wrecs 7614  df-recs 7676  df-rdg 7714  df-1o 7768  df-oadd 7772  df-er 7951  df-map 8066  df-en 8165  df-dom 8166  df-sdom 8167  df-fin 8168  df-sup 8559  df-oi 8626  df-card 9020  df-pnf 10334  df-mnf 10335  df-xr 10336  df-ltxr 10337  df-le 10338  df-sub 10527  df-neg 10528  df-div 10944  df-nn 11280  df-2 11340  df-3 11341  df-n0 11544  df-z 11630  df-uz 11894  df-rp 12036  df-ico 12390  df-icc 12391  df-fz 12541  df-fzo 12681  df-seq 13016  df-exp 13075  df-hash 13329  df-cj 14140  df-re 14141  df-im 14142  df-sqrt 14276  df-abs 14277  df-clim 14520  df-sum 14718  df-ee 26078  df-btwn 26079  df-cgr 26080  df-ofs 32557  df-colinear 32613  df-ifs 32614  df-cgr3 32615  df-segle 32681
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator