MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ishlg Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ishlg 27544
Description: Rays : Definition 6.1 of [Schwabhauser] p. 43. With this definition, 𝐴(𝐾𝐶)𝐵 means that 𝐴 and 𝐵 are on the same ray with initial point 𝐶. This follows the same notation as Schwabhauser where rays are first defined as a relation. It is possible to recover the ray itself using e.g., ((𝐾𝐶) “ {𝐴}). (Contributed by Thierry Arnoux, 21-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
ishlg.p 𝑃 = (Base‘𝐺)
ishlg.i 𝐼 = (Itv‘𝐺)
ishlg.k 𝐾 = (hlG‘𝐺)
ishlg.a (𝜑𝐴𝑃)
ishlg.b (𝜑𝐵𝑃)
ishlg.c (𝜑𝐶𝑃)
ishlg.g (𝜑𝐺𝑉)
Assertion
Ref Expression
ishlg (𝜑 → (𝐴(𝐾𝐶)𝐵 ↔ (𝐴𝐶𝐵𝐶 ∧ (𝐴 ∈ (𝐶𝐼𝐵) ∨ 𝐵 ∈ (𝐶𝐼𝐴)))))

Proof of Theorem ishlg
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑐 𝑔 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpl 483 . . . . . 6 ((𝑎 = 𝐴𝑏 = 𝐵) → 𝑎 = 𝐴)
21neeq1d 3003 . . . . 5 ((𝑎 = 𝐴𝑏 = 𝐵) → (𝑎𝐶𝐴𝐶))
3 simpr 485 . . . . . 6 ((𝑎 = 𝐴𝑏 = 𝐵) → 𝑏 = 𝐵)
43neeq1d 3003 . . . . 5 ((𝑎 = 𝐴𝑏 = 𝐵) → (𝑏𝐶𝐵𝐶))
53oveq2d 7373 . . . . . . 7 ((𝑎 = 𝐴𝑏 = 𝐵) → (𝐶𝐼𝑏) = (𝐶𝐼𝐵))
61, 5eleq12d 2832 . . . . . 6 ((𝑎 = 𝐴𝑏 = 𝐵) → (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ↔ 𝐴 ∈ (𝐶𝐼𝐵)))
71oveq2d 7373 . . . . . . 7 ((𝑎 = 𝐴𝑏 = 𝐵) → (𝐶𝐼𝑎) = (𝐶𝐼𝐴))
83, 7eleq12d 2832 . . . . . 6 ((𝑎 = 𝐴𝑏 = 𝐵) → (𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎) ↔ 𝐵 ∈ (𝐶𝐼𝐴)))
96, 8orbi12d 917 . . . . 5 ((𝑎 = 𝐴𝑏 = 𝐵) → ((𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎)) ↔ (𝐴 ∈ (𝐶𝐼𝐵) ∨ 𝐵 ∈ (𝐶𝐼𝐴))))
102, 4, 93anbi123d 1436 . . . 4 ((𝑎 = 𝐴𝑏 = 𝐵) → ((𝑎𝐶𝑏𝐶 ∧ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎))) ↔ (𝐴𝐶𝐵𝐶 ∧ (𝐴 ∈ (𝐶𝐼𝐵) ∨ 𝐵 ∈ (𝐶𝐼𝐴)))))
11 eqid 2736 . . . 4 {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝐶𝑏𝐶 ∧ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎))))} = {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝐶𝑏𝐶 ∧ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎))))}
1210, 11brab2a 5725 . . 3 (𝐴{⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝐶𝑏𝐶 ∧ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎))))}𝐵 ↔ ((𝐴𝑃𝐵𝑃) ∧ (𝐴𝐶𝐵𝐶 ∧ (𝐴 ∈ (𝐶𝐼𝐵) ∨ 𝐵 ∈ (𝐶𝐼𝐴)))))
1312a1i 11 . 2 (𝜑 → (𝐴{⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝐶𝑏𝐶 ∧ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎))))}𝐵 ↔ ((𝐴𝑃𝐵𝑃) ∧ (𝐴𝐶𝐵𝐶 ∧ (𝐴 ∈ (𝐶𝐼𝐵) ∨ 𝐵 ∈ (𝐶𝐼𝐴))))))
14 ishlg.k . . . . 5 𝐾 = (hlG‘𝐺)
15 ishlg.g . . . . . 6 (𝜑𝐺𝑉)
16 elex 3463 . . . . . 6 (𝐺𝑉𝐺 ∈ V)
17 fveq2 6842 . . . . . . . . 9 (𝑔 = 𝐺 → (Base‘𝑔) = (Base‘𝐺))
18 ishlg.p . . . . . . . . 9 𝑃 = (Base‘𝐺)
1917, 18eqtr4di 2794 . . . . . . . 8 (𝑔 = 𝐺 → (Base‘𝑔) = 𝑃)
2019eleq2d 2823 . . . . . . . . . . 11 (𝑔 = 𝐺 → (𝑎 ∈ (Base‘𝑔) ↔ 𝑎𝑃))
2119eleq2d 2823 . . . . . . . . . . 11 (𝑔 = 𝐺 → (𝑏 ∈ (Base‘𝑔) ↔ 𝑏𝑃))
2220, 21anbi12d 631 . . . . . . . . . 10 (𝑔 = 𝐺 → ((𝑎 ∈ (Base‘𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝑔)) ↔ (𝑎𝑃𝑏𝑃)))
23 fveq2 6842 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑔 = 𝐺 → (Itv‘𝑔) = (Itv‘𝐺))
24 ishlg.i . . . . . . . . . . . . . . 15 𝐼 = (Itv‘𝐺)
2523, 24eqtr4di 2794 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑔 = 𝐺 → (Itv‘𝑔) = 𝐼)
2625oveqd 7374 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑔 = 𝐺 → (𝑐(Itv‘𝑔)𝑏) = (𝑐𝐼𝑏))
2726eleq2d 2823 . . . . . . . . . . . 12 (𝑔 = 𝐺 → (𝑎 ∈ (𝑐(Itv‘𝑔)𝑏) ↔ 𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏)))
2825oveqd 7374 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑔 = 𝐺 → (𝑐(Itv‘𝑔)𝑎) = (𝑐𝐼𝑎))
2928eleq2d 2823 . . . . . . . . . . . 12 (𝑔 = 𝐺 → (𝑏 ∈ (𝑐(Itv‘𝑔)𝑎) ↔ 𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎)))
3027, 29orbi12d 917 . . . . . . . . . . 11 (𝑔 = 𝐺 → ((𝑎 ∈ (𝑐(Itv‘𝑔)𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐(Itv‘𝑔)𝑎)) ↔ (𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎))))
31303anbi3d 1442 . . . . . . . . . 10 (𝑔 = 𝐺 → ((𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐(Itv‘𝑔)𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐(Itv‘𝑔)𝑎))) ↔ (𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎)))))
3222, 31anbi12d 631 . . . . . . . . 9 (𝑔 = 𝐺 → (((𝑎 ∈ (Base‘𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝑔)) ∧ (𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐(Itv‘𝑔)𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐(Itv‘𝑔)𝑎)))) ↔ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎))))))
3332opabbidv 5171 . . . . . . . 8 (𝑔 = 𝐺 → {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎 ∈ (Base‘𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝑔)) ∧ (𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐(Itv‘𝑔)𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐(Itv‘𝑔)𝑎))))} = {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎))))})
3419, 33mpteq12dv 5196 . . . . . . 7 (𝑔 = 𝐺 → (𝑐 ∈ (Base‘𝑔) ↦ {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎 ∈ (Base‘𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝑔)) ∧ (𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐(Itv‘𝑔)𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐(Itv‘𝑔)𝑎))))}) = (𝑐𝑃 ↦ {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎))))}))
35 df-hlg 27543 . . . . . . 7 hlG = (𝑔 ∈ V ↦ (𝑐 ∈ (Base‘𝑔) ↦ {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎 ∈ (Base‘𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (Base‘𝑔)) ∧ (𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐(Itv‘𝑔)𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐(Itv‘𝑔)𝑎))))}))
3634, 35, 18mptfvmpt 7178 . . . . . 6 (𝐺 ∈ V → (hlG‘𝐺) = (𝑐𝑃 ↦ {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎))))}))
3715, 16, 363syl 18 . . . . 5 (𝜑 → (hlG‘𝐺) = (𝑐𝑃 ↦ {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎))))}))
3814, 37eqtrid 2788 . . . 4 (𝜑𝐾 = (𝑐𝑃 ↦ {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎))))}))
39 neeq2 3007 . . . . . . . 8 (𝑐 = 𝐶 → (𝑎𝑐𝑎𝐶))
40 neeq2 3007 . . . . . . . 8 (𝑐 = 𝐶 → (𝑏𝑐𝑏𝐶))
41 oveq1 7364 . . . . . . . . . 10 (𝑐 = 𝐶 → (𝑐𝐼𝑏) = (𝐶𝐼𝑏))
4241eleq2d 2823 . . . . . . . . 9 (𝑐 = 𝐶 → (𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ↔ 𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏)))
43 oveq1 7364 . . . . . . . . . 10 (𝑐 = 𝐶 → (𝑐𝐼𝑎) = (𝐶𝐼𝑎))
4443eleq2d 2823 . . . . . . . . 9 (𝑐 = 𝐶 → (𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎) ↔ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎)))
4542, 44orbi12d 917 . . . . . . . 8 (𝑐 = 𝐶 → ((𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎)) ↔ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎))))
4639, 40, 453anbi123d 1436 . . . . . . 7 (𝑐 = 𝐶 → ((𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎))) ↔ (𝑎𝐶𝑏𝐶 ∧ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎)))))
4746anbi2d 629 . . . . . 6 (𝑐 = 𝐶 → (((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎)))) ↔ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝐶𝑏𝐶 ∧ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎))))))
4847opabbidv 5171 . . . . 5 (𝑐 = 𝐶 → {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎))))} = {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝐶𝑏𝐶 ∧ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎))))})
4948adantl 482 . . . 4 ((𝜑𝑐 = 𝐶) → {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝑐𝑏𝑐 ∧ (𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑐𝐼𝑎))))} = {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝐶𝑏𝐶 ∧ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎))))})
50 ishlg.c . . . 4 (𝜑𝐶𝑃)
5118fvexi 6856 . . . . . . 7 𝑃 ∈ V
5251, 51xpex 7687 . . . . . 6 (𝑃 × 𝑃) ∈ V
53 opabssxp 5724 . . . . . 6 {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝐶𝑏𝐶 ∧ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎))))} ⊆ (𝑃 × 𝑃)
5452, 53ssexi 5279 . . . . 5 {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝐶𝑏𝐶 ∧ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎))))} ∈ V
5554a1i 11 . . . 4 (𝜑 → {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝐶𝑏𝐶 ∧ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎))))} ∈ V)
5638, 49, 50, 55fvmptd 6955 . . 3 (𝜑 → (𝐾𝐶) = {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝐶𝑏𝐶 ∧ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎))))})
5756breqd 5116 . 2 (𝜑 → (𝐴(𝐾𝐶)𝐵𝐴{⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎𝑃𝑏𝑃) ∧ (𝑎𝐶𝑏𝐶 ∧ (𝑎 ∈ (𝐶𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝐶𝐼𝑎))))}𝐵))
58 ishlg.a . . . 4 (𝜑𝐴𝑃)
59 ishlg.b . . . 4 (𝜑𝐵𝑃)
6058, 59jca 512 . . 3 (𝜑 → (𝐴𝑃𝐵𝑃))
6160biantrurd 533 . 2 (𝜑 → ((𝐴𝐶𝐵𝐶 ∧ (𝐴 ∈ (𝐶𝐼𝐵) ∨ 𝐵 ∈ (𝐶𝐼𝐴))) ↔ ((𝐴𝑃𝐵𝑃) ∧ (𝐴𝐶𝐵𝐶 ∧ (𝐴 ∈ (𝐶𝐼𝐵) ∨ 𝐵 ∈ (𝐶𝐼𝐴))))))
6213, 57, 613bitr4d 310 1 (𝜑 → (𝐴(𝐾𝐶)𝐵 ↔ (𝐴𝐶𝐵𝐶 ∧ (𝐴 ∈ (𝐶𝐼𝐵) ∨ 𝐵 ∈ (𝐶𝐼𝐴)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396  wo 845  w3a 1087   = wceq 1541  wcel 2106  wne 2943  Vcvv 3445   class class class wbr 5105  {copab 5167  cmpt 5188   × cxp 5631  cfv 6496  (class class class)co 7357  Basecbs 17083  Itvcitv 27375  hlGchlg 27542
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-ral 3065  df-rex 3074  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-op 4593  df-uni 4866  df-iun 4956  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-id 5531  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-ov 7360  df-hlg 27543
This theorem is referenced by:  hlcomb  27545  hlne1  27547  hlne2  27548  hlln  27549  hlid  27551  hltr  27552  hlbtwn  27553  btwnhl1  27554  btwnhl2  27555  btwnhl  27556  lnhl  27557  hlcgrex  27558  mirhl  27621  mirbtwnhl  27622  mirhl2  27623  opphllem4  27692  opphl  27696  hlpasch  27698  lnopp2hpgb  27705  cgracgr  27760  cgraswap  27762  flatcgra  27766  cgrahl  27769  cgracol  27770
  Copyright terms: Public domain W3C validator