Users' Mathboxes Mathbox for Scott Fenton < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  hilbert1.1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem hilbert1.1 35803
Description: There is a line through any two distinct points. Hilbert's axiom I.1 for geometry. (Contributed by Scott Fenton, 29-Oct-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.)
Assertion
Ref Expression
hilbert1.1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄)) → ∃𝑥 ∈ LinesEE (𝑃𝑥𝑄𝑥))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑃   𝑥,𝑄
Allowed substitution hint:   𝑁(𝑥)

Proof of Theorem hilbert1.1
Dummy variables 𝑛 𝑝 𝑞 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simp1 1133 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄) → 𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁))
2 simp2 1134 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄) → 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁))
3 simp3 1135 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄) → 𝑃𝑄)
4 eqidd 2726 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄) → (𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑄))
5 neeq1 2993 . . . . . . 7 (𝑝 = 𝑃 → (𝑝𝑞𝑃𝑞))
6 oveq1 7420 . . . . . . . 8 (𝑝 = 𝑃 → (𝑝Line𝑞) = (𝑃Line𝑞))
76eqeq2d 2736 . . . . . . 7 (𝑝 = 𝑃 → ((𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞) ↔ (𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑞)))
85, 7anbi12d 630 . . . . . 6 (𝑝 = 𝑃 → ((𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)) ↔ (𝑃𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑞))))
9 neeq2 2994 . . . . . . 7 (𝑞 = 𝑄 → (𝑃𝑞𝑃𝑄))
10 oveq2 7421 . . . . . . . 8 (𝑞 = 𝑄 → (𝑃Line𝑞) = (𝑃Line𝑄))
1110eqeq2d 2736 . . . . . . 7 (𝑞 = 𝑄 → ((𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑞) ↔ (𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑄)))
129, 11anbi12d 630 . . . . . 6 (𝑞 = 𝑄 → ((𝑃𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑞)) ↔ (𝑃𝑄 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑄))))
138, 12rspc2ev 3616 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ (𝑃𝑄 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑄))) → ∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑁)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)))
141, 2, 3, 4, 13syl112anc 1371 . . . 4 ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄) → ∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑁)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)))
15 fveq2 6890 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑁 → (𝔼‘𝑛) = (𝔼‘𝑁))
1615rexeqdv 3316 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑁 → (∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑛)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)) ↔ ∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞))))
1715, 16rexeqbidv 3331 . . . . 5 (𝑛 = 𝑁 → (∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑛)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑛)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)) ↔ ∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑁)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞))))
1817rspcev 3603 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑁)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞))) → ∃𝑛 ∈ ℕ ∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑛)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑛)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)))
1914, 18sylan2 591 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄)) → ∃𝑛 ∈ ℕ ∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑛)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑛)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)))
20 ellines 35801 . . 3 ((𝑃Line𝑄) ∈ LinesEE ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ ∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑛)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑛)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)))
2119, 20sylibr 233 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄)) → (𝑃Line𝑄) ∈ LinesEE)
22 linerflx1 35798 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄)) → 𝑃 ∈ (𝑃Line𝑄))
23 linerflx2 35800 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄)) → 𝑄 ∈ (𝑃Line𝑄))
24 eleq2 2814 . . . 4 (𝑥 = (𝑃Line𝑄) → (𝑃𝑥𝑃 ∈ (𝑃Line𝑄)))
25 eleq2 2814 . . . 4 (𝑥 = (𝑃Line𝑄) → (𝑄𝑥𝑄 ∈ (𝑃Line𝑄)))
2624, 25anbi12d 630 . . 3 (𝑥 = (𝑃Line𝑄) → ((𝑃𝑥𝑄𝑥) ↔ (𝑃 ∈ (𝑃Line𝑄) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃Line𝑄))))
2726rspcev 3603 . 2 (((𝑃Line𝑄) ∈ LinesEE ∧ (𝑃 ∈ (𝑃Line𝑄) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃Line𝑄))) → ∃𝑥 ∈ LinesEE (𝑃𝑥𝑄𝑥))
2821, 22, 23, 27syl12anc 835 1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄)) → ∃𝑥 ∈ LinesEE (𝑃𝑥𝑄𝑥))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 394  w3a 1084   = wceq 1533  wcel 2098  wne 2930  wrex 3060  cfv 6543  (class class class)co 7413  cn 12237  𝔼cee 28738  Linecline2 35783  LinesEEclines2 35785
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 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5281  ax-sep 5295  ax-nul 5302  ax-pow 5360  ax-pr 5424  ax-un 7735  ax-inf2 9659  ax-cnex 11189  ax-resscn 11190  ax-1cn 11191  ax-icn 11192  ax-addcl 11193  ax-addrcl 11194  ax-mulcl 11195  ax-mulrcl 11196  ax-mulcom 11197  ax-addass 11198  ax-mulass 11199  ax-distr 11200  ax-i2m1 11201  ax-1ne0 11202  ax-1rid 11203  ax-rnegex 11204  ax-rrecex 11205  ax-cnre 11206  ax-pre-lttri 11207  ax-pre-lttrn 11208  ax-pre-ltadd 11209  ax-pre-mulgt0 11210  ax-pre-sup 11211
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3771  df-csb 3887  df-dif 3944  df-un 3946  df-in 3948  df-ss 3958  df-pss 3961  df-nul 4320  df-if 4526  df-pw 4601  df-sn 4626  df-pr 4628  df-op 4632  df-uni 4905  df-int 4946  df-iun 4994  df-br 5145  df-opab 5207  df-mpt 5228  df-tr 5262  df-id 5571  df-eprel 5577  df-po 5585  df-so 5586  df-fr 5628  df-se 5629  df-we 5630  df-xp 5679  df-rel 5680  df-cnv 5681  df-co 5682  df-dm 5683  df-rn 5684  df-res 5685  df-ima 5686  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7369  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-om 7866  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-er 8718  df-ec 8720  df-map 8840  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-sup 9460  df-oi 9528  df-card 9957  df-pnf 11275  df-mnf 11276  df-xr 11277  df-ltxr 11278  df-le 11279  df-sub 11471  df-neg 11472  df-div 11897  df-nn 12238  df-2 12300  df-3 12301  df-n0 12498  df-z 12584  df-uz 12848  df-rp 13002  df-ico 13357  df-icc 13358  df-fz 13512  df-fzo 13655  df-seq 13994  df-exp 14054  df-hash 14317  df-cj 15073  df-re 15074  df-im 15075  df-sqrt 15209  df-abs 15210  df-clim 15459  df-sum 15660  df-ee 28741  df-btwn 28742  df-cgr 28743  df-colinear 35688  df-line2 35786  df-lines2 35788
This theorem is referenced by:  linethrueu  35805
  Copyright terms: Public domain W3C validator