Theorem ismidb 28705

Description: Property of the midpoint. (Contributed by Thierry Arnoux, 1-Dec-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
ismid.p	⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
ismid.d	⊢ − = (dist‘𝐺)
ismid.i	⊢ 𝐼 = (Itv‘𝐺)
ismid.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
ismid.1	⊢ (𝜑 → 𝐺DimTarskiG≥2)
midcl.1	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑃)
midcl.2	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑃)
ismidb.s	⊢ 𝑆 = (pInvG‘𝐺)
ismidb.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝑃)

Assertion

Ref	Expression
ismidb	⊢ (𝜑 → (𝐵 = ((𝑆‘𝑀)‘𝐴) ↔ (𝐴(midG‘𝐺)𝐵) = 𝑀))

Proof of Theorem ismidb

Dummy variables 𝑚 𝑎 𝑏 𝑔 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ismidb.m	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝑃)
2		ismid.p	. . . 4 ⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
3		ismid.d	. . . 4 ⊢ − = (dist‘𝐺)
4		ismid.i	. . . 4 ⊢ 𝐼 = (Itv‘𝐺)
5		eqid 2726	. . . 4 ⊢ (LineG‘𝐺) = (LineG‘𝐺)
6		ismid.g	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
7		ismidb.s	. . . 4 ⊢ 𝑆 = (pInvG‘𝐺)
8		midcl.1	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑃)
9		midcl.2	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑃)
10		ismid.1	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐺DimTarskiG≥2)
11	2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10	mideu 28665	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∃!𝑚 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑚)‘𝐴))
12		fveq2 6901	. . . . . 6 ⊢ (𝑚 = 𝑀 → (𝑆‘𝑚) = (𝑆‘𝑀))
13	12	fveq1d 6903	. . . . 5 ⊢ (𝑚 = 𝑀 → ((𝑆‘𝑚)‘𝐴) = ((𝑆‘𝑀)‘𝐴))
14	13	eqeq2d 2737	. . . 4 ⊢ (𝑚 = 𝑀 → (𝐵 = ((𝑆‘𝑚)‘𝐴) ↔ 𝐵 = ((𝑆‘𝑀)‘𝐴)))
15	14	riota2 7406	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ 𝑃 ∧ ∃!𝑚 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑚)‘𝐴)) → (𝐵 = ((𝑆‘𝑀)‘𝐴) ↔ (℩𝑚 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑚)‘𝐴)) = 𝑀))
16	1, 11, 15	syl2anc 582	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐵 = ((𝑆‘𝑀)‘𝐴) ↔ (℩𝑚 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑚)‘𝐴)) = 𝑀))
17		df-mid 28701	. . . . 5 ⊢ midG = (𝑔 ∈ V ↦ (𝑎 ∈ (Base‘𝑔), 𝑏 ∈ (Base‘𝑔) ↦ (℩𝑚 ∈ (Base‘𝑔)𝑏 = (((pInvG‘𝑔)‘𝑚)‘𝑎))))
18		fveq2 6901	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (Base‘𝑔) = (Base‘𝐺))
19	18, 2	eqtr4di 2784	. . . . . 6 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (Base‘𝑔) = 𝑃)
20		fveq2 6901	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (pInvG‘𝑔) = (pInvG‘𝐺))
21	20, 7	eqtr4di 2784	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (pInvG‘𝑔) = 𝑆)
22	21	fveq1d 6903	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → ((pInvG‘𝑔)‘𝑚) = (𝑆‘𝑚))
23	22	fveq1d 6903	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (((pInvG‘𝑔)‘𝑚)‘𝑎) = ((𝑆‘𝑚)‘𝑎))
24	23	eqeq2d 2737	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑏 = (((pInvG‘𝑔)‘𝑚)‘𝑎) ↔ 𝑏 = ((𝑆‘𝑚)‘𝑎)))
25	19, 24	riotaeqbidv 7383	. . . . . 6 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (℩𝑚 ∈ (Base‘𝑔)𝑏 = (((pInvG‘𝑔)‘𝑚)‘𝑎)) = (℩𝑚 ∈ 𝑃 𝑏 = ((𝑆‘𝑚)‘𝑎)))
26	19, 19, 25	mpoeq123dv 7500	. . . . 5 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑎 ∈ (Base‘𝑔), 𝑏 ∈ (Base‘𝑔) ↦ (℩𝑚 ∈ (Base‘𝑔)𝑏 = (((pInvG‘𝑔)‘𝑚)‘𝑎))) = (𝑎 ∈ 𝑃, 𝑏 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑚 ∈ 𝑃 𝑏 = ((𝑆‘𝑚)‘𝑎))))
27	6	elexd 3485	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ V)
28	2	fvexi 6915	. . . . . . 7 ⊢ 𝑃 ∈ V
29	28, 28	mpoex 8093	. . . . . 6 ⊢ (𝑎 ∈ 𝑃, 𝑏 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑚 ∈ 𝑃 𝑏 = ((𝑆‘𝑚)‘𝑎))) ∈ V
30	29	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑎 ∈ 𝑃, 𝑏 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑚 ∈ 𝑃 𝑏 = ((𝑆‘𝑚)‘𝑎))) ∈ V)
31	17, 26, 27, 30	fvmptd3 7032	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (midG‘𝐺) = (𝑎 ∈ 𝑃, 𝑏 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑚 ∈ 𝑃 𝑏 = ((𝑆‘𝑚)‘𝑎))))
32		simprr 771	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 = 𝐴 ∧ 𝑏 = 𝐵)) → 𝑏 = 𝐵)
33		simprl 769	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 = 𝐴 ∧ 𝑏 = 𝐵)) → 𝑎 = 𝐴)
34	33	fveq2d 6905	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 = 𝐴 ∧ 𝑏 = 𝐵)) → ((𝑆‘𝑚)‘𝑎) = ((𝑆‘𝑚)‘𝐴))
35	32, 34	eqeq12d 2742	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 = 𝐴 ∧ 𝑏 = 𝐵)) → (𝑏 = ((𝑆‘𝑚)‘𝑎) ↔ 𝐵 = ((𝑆‘𝑚)‘𝐴)))
36	35	riotabidv 7382	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 = 𝐴 ∧ 𝑏 = 𝐵)) → (℩𝑚 ∈ 𝑃 𝑏 = ((𝑆‘𝑚)‘𝑎)) = (℩𝑚 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑚)‘𝐴)))
37		riotacl 7398	. . . . 5 ⊢ (∃!𝑚 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑚)‘𝐴) → (℩𝑚 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑚)‘𝐴)) ∈ 𝑃)
38	11, 37	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (℩𝑚 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑚)‘𝐴)) ∈ 𝑃)
39	31, 36, 8, 9, 38	ovmpod 7578	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴(midG‘𝐺)𝐵) = (℩𝑚 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑚)‘𝐴)))
40	39	eqeq1d 2728	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐴(midG‘𝐺)𝐵) = 𝑀 ↔ (℩𝑚 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑚)‘𝐴)) = 𝑀))
41	16, 40	bitr4d 281	1 ⊢ (𝜑 → (𝐵 = ((𝑆‘𝑀)‘𝐴) ↔ (𝐴(midG‘𝐺)𝐵) = 𝑀))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   = wceq 1534   ∈ wcel 2099  ∃!wreu 3362  Vcvv 3462   class class class wbr 5153  ‘cfv 6554  ℩crio 7379  (class class class)co 7424   ∈ cmpo 7426  2c2 12319  Basecbs 17213  distcds 17275  TarskiGcstrkg 28354  Dim_TarskiG≥cstrkgld 28358  Itvcitv 28360  LineGclng 28361  pInvGcmir 28579  midGcmid 28699

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2697  ax-rep 5290  ax-sep 5304  ax-nul 5311  ax-pow 5369  ax-pr 5433  ax-un 7746  ax-cnex 11214  ax-resscn 11215  ax-1cn 11216  ax-icn 11217  ax-addcl 11218  ax-addrcl 11219  ax-mulcl 11220  ax-mulrcl 11221  ax-mulcom 11222  ax-addass 11223  ax-mulass 11224  ax-distr 11225  ax-i2m1 11226  ax-1ne0 11227  ax-1rid 11228  ax-rnegex 11229  ax-rrecex 11230  ax-cnre 11231  ax-pre-lttri 11232  ax-pre-lttrn 11233  ax-pre-ltadd 11234  ax-pre-mulgt0 11235

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3464  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3967  df-nul 4326  df-if 4534  df-pw 4609  df-sn 4634  df-pr 4636  df-tp 4638  df-op 4640  df-uni 4914  df-int 4955  df-iun 5003  df-br 5154  df-opab 5216  df-mpt 5237  df-tr 5271  df-id 5580  df-eprel 5586  df-po 5594  df-so 5595  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5688  df-rel 5689  df-cnv 5690  df-co 5691  df-dm 5692  df-rn 5693  df-res 5694  df-ima 5695  df-pred 6312  df-ord 6379  df-on 6380  df-lim 6381  df-suc 6382  df-iota 6506  df-fun 6556  df-fn 6557  df-f 6558  df-f1 6559  df-fo 6560  df-f1o 6561  df-fv 6562  df-riota 7380  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-om 7877  df-1st 8003  df-2nd 8004  df-frecs 8296  df-wrecs 8327  df-recs 8401  df-rdg 8440  df-1o 8496  df-oadd 8500  df-er 8734  df-map 8857  df-pm 8858  df-en 8975  df-dom 8976  df-sdom 8977  df-fin 8978  df-dju 9944  df-card 9982  df-pnf 11300  df-mnf 11301  df-xr 11302  df-ltxr 11303  df-le 11304  df-sub 11496  df-neg 11497  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-n0 12525  df-xnn0 12597  df-z 12611  df-uz 12875  df-fz 13539  df-fzo 13682  df-hash 14348  df-word 14523  df-concat 14579  df-s1 14604  df-s2 14857  df-s3 14858  df-trkgc 28375  df-trkgb 28376  df-trkgcb 28377  df-trkgld 28379  df-trkg 28380  df-cgrg 28438  df-leg 28510  df-mir 28580  df-rag 28621  df-perpg 28623  df-mid 28701

This theorem is referenced by:  midbtwn  28706  midcgr  28707  midcom  28709  mirmid  28710  lmieu  28711  lmimid  28721  lmiisolem  28723  hypcgrlem1  28726  hypcgrlem2  28727  hypcgr  28728  trgcopyeulem  28732