Theorem isperp2 29069

Description: Property for 2 lines A, B, intersecting at a point X to be perpendicular. Item (i) of definition 8.13 of [Schwabhauser] p. 59. (Contributed by Thierry Arnoux, 16-Oct-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
isperp.p	⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
isperp.d	⊢ − = (dist‘𝐺)
isperp.i	⊢ 𝐼 = (Itv‘𝐺)
isperp.l	⊢ 𝐿 = (LineG‘𝐺)
isperp.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
isperp.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ran 𝐿)
isperp2.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ran 𝐿)
isperp2.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵))

Assertion

Ref	Expression
isperp2	⊢ (𝜑 → (𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵 ↔ ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)))

Distinct variable groups:   𝑣,𝑢,𝐴   𝑢,𝐵,𝑣   𝑢,𝐺,𝑣   𝜑,𝑢,𝑣   𝑢,𝑋,𝑣

Allowed substitution hints:   𝑃(𝑣, 𝑢)   𝐼(𝑣, 𝑢)   𝐿(𝑣, 𝑢)   − (𝑣, 𝑢)

Proof of Theorem isperp2

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqidd 2761	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑣 ∈ 𝐵) → 𝑢 = 𝑢)
2		isperp.p	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
3		isperp.i	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐼 = (Itv‘𝐺)
4		isperp.l	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐿 = (LineG‘𝐺)
5		isperp.g	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
6	5	ad4antr 745	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑣 ∈ 𝐵) → 𝐺 ∈ TarskiG)
7		isperp.a	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ran 𝐿)
8	7	ad4antr 745	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑣 ∈ 𝐵) → 𝐴 ∈ ran 𝐿)
9		isperp2.b	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ran 𝐿)
10	9	ad4antr 745	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑣 ∈ 𝐵) → 𝐵 ∈ ran 𝐿)
11		isperp.d	. . . . . . . . . . 11 ⊢ − = (dist‘𝐺)
12		simp-4r 796	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑣 ∈ 𝐵) → 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵)
13	2, 11, 3, 4, 6, 8, 10, 12	perpneq 29068	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑣 ∈ 𝐵) → 𝐴 ≠ 𝐵)
14		simpllr 788	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑣 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵))
15		isperp2.x	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵))
16	15	ad4antr 745	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑣 ∈ 𝐵) → 𝑋 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵))
17	2, 3, 4, 6, 8, 10, 13, 14, 16	tglineineq 28990	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑣 ∈ 𝐵) → 𝑥 = 𝑋)
18		eqidd 2761	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑣 ∈ 𝐵) → 𝑣 = 𝑣)
19	1, 17, 18	s3eqd 14935	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑣 ∈ 𝐵) → ⟨“𝑢𝑥𝑣”⟩ = ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩)
20	19	eleq1d 2845	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑣 ∈ 𝐵) → (⟨“𝑢𝑥𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺) ↔ ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)))
21	20	biimpd 232	. . . . . 6 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑣 ∈ 𝐵) → (⟨“𝑢𝑥𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺) → ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)))
22	21	ralimdva 3174	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) → (∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑥𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺) → ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)))
23	22	ralimdva 3174	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) → (∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑥𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺) → ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)))
24	23	imp 412	. . 3 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑥𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)) → ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺))
25	2, 11, 3, 4, 5, 7, 9	isperp 29066	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵 ↔ ∃𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑥𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)))
26	25	biimpa 482	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) → ∃𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑥𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺))
27	24, 26	r19.29a 3170	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵) → ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺))
28		s3eq2 14941	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → ⟨“𝑢𝑥𝑣”⟩ = ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩)
29	28	eleq1d 2845	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (⟨“𝑢𝑥𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺) ↔ ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)))
30	29	2ralbidv 3226	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑥𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺) ↔ ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)))
31	30	rspcev 3576	. . . 4 ⊢ ((𝑋 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵) ∧ ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)) → ∃𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑥𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺))
32	15, 31	sylan 592	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)) → ∃𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑥𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺))
33	25	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)) → (𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵 ↔ ∃𝑥 ∈ (𝐴 ∩ 𝐵)∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑥𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)))
34	32, 33	mpbird 260	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)) → 𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵)
35	27, 34	impbida 813	1 ⊢ (𝜑 → (𝐴(⟂G‘𝐺)𝐵 ↔ ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐵 ⟨“𝑢𝑋𝑣”⟩ ∈ (∟G‘𝐺)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3076  ∃wrex 3086   ∩ cin 3898   class class class wbr 5103  ran crn 5656  ‘cfv 6533  ⟨“cs3 14913  Basecbs 17301  distcds 17351  TarskiGcstrkg 28768  Itvcitv 28774  LineGclng 28775  ∟Gcrag 29047  ⟂Gcperpg 29049

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7736  ax-cnex 11180  ax-resscn 11181  ax-1cn 11182  ax-icn 11183  ax-addcl 11184  ax-addrcl 11185  ax-mulcl 11186  ax-mulrcl 11187  ax-mulcom 11188  ax-addass 11189  ax-mulass 11190  ax-distr 11191  ax-i2m1 11192  ax-1ne0 11193  ax-1rid 11194  ax-rnegex 11195  ax-rrecex 11196  ax-cnre 11197  ax-pre-lttri 11198  ax-pre-lttrn 11199  ax-pre-ltadd 11200  ax-pre-mulgt0 11201

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-1o 8455  df-oadd 8459  df-er 8696  df-map 8828  df-pm 8829  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-dju 9906  df-card 9944  df-pnf 11269  df-mnf 11270  df-xr 11271  df-ltxr 11272  df-le 11273  df-sub 11467  df-neg 11468  df-nn 12258  df-2 12327  df-3 12328  df-n0 12529  df-xnn0 12602  df-z 12616  df-uz 12888  df-fz 13562  df-fzo 13710  df-hash 14395  df-word 14579  df-concat 14636  df-s1 14663  df-s2 14919  df-s3 14920  df-trkgc 28789  df-trkgb 28790  df-trkgcb 28791  df-trkg 28794  df-cgrg 28853  df-mir 29004  df-rag 29048  df-perpg 29050

This theorem is used by:  isperp2d  29070  ragperp  29071  foot  29076