Theorem legtri3 28825

Description: Equality from the less-than relationship. Proposition 5.9 of [Schwabhauser] p. 42. (Contributed by Thierry Arnoux, 27-Jun-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
legval.p	⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
legval.d	⊢ − = (dist‘𝐺)
legval.i	⊢ 𝐼 = (Itv‘𝐺)
legval.l	⊢ ≤ = (≤G‘𝐺)
legval.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
legid.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑃)
legid.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑃)
legtrd.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑃)
legtrd.d	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑃)
legtri3.1	⊢ (𝜑 → (𝐴 − 𝐵) ≤ (𝐶 − 𝐷))
legtri3.2	⊢ (𝜑 → (𝐶 − 𝐷) ≤ (𝐴 − 𝐵))

Assertion

Ref	Expression
legtri3	⊢ (𝜑 → (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝐷))

Proof of Theorem legtri3

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpllr 787	. . . . 5 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥)))
2	1	simprd 500	. . . 4 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))
3		legval.p	. . . . . 6 ⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
4		legval.d	. . . . . 6 ⊢ − = (dist‘𝐺)
5		legval.i	. . . . . 6 ⊢ 𝐼 = (Itv‘𝐺)
6		legval.g	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
7	6	ad4antr 744	. . . . . 6 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝐺 ∈ TarskiG)
8		simp-4r 795	. . . . . 6 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝑥 ∈ 𝑃)
9		legtrd.d	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑃)
10	9	ad4antr 744	. . . . . 6 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝐷 ∈ 𝑃)
11		legtrd.c	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑃)
12	11	ad4antr 744	. . . . . 6 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝐶 ∈ 𝑃)
13	1	simpld 499	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷))
14	3, 4, 5, 7, 12, 8, 10, 13	tgbtwncom 28723	. . . . . 6 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝑥 ∈ (𝐷𝐼𝐶))
15		simpr 489	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵)))
16	15	simpld 499	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦))
17		simplr 780	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝑦 ∈ 𝑃)
18		legid.b	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑃)
19	18	ad4antr 744	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝐵 ∈ 𝑃)
20		legid.a	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑃)
21	20	ad4antr 744	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝐴 ∈ 𝑃)
22	3, 4, 5, 7, 12, 10, 17, 16	tgbtwncom 28723	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝐷 ∈ (𝑦𝐼𝐶))
23	3, 4, 5, 7, 17, 10, 8, 12, 22, 14	tgbtwnexch2 28731	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝑥 ∈ (𝑦𝐼𝐶))
24	3, 4, 5, 7, 19, 21	tgbtwntriv1 28726	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝐵 ∈ (𝐵𝐼𝐴))
25	15	simprd 500	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))
26	3, 4, 5, 7, 12, 17, 21, 19, 25	tgcgrcomlr 28715	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → (𝑦 − 𝐶) = (𝐵 − 𝐴))
27	2	eqcomd 2775	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → (𝐶 − 𝑥) = (𝐴 − 𝐵))
28	3, 4, 5, 7, 12, 8, 21, 19, 27	tgcgrcomlr 28715	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → (𝑥 − 𝐶) = (𝐵 − 𝐴))
29	3, 4, 5, 7, 17, 8, 12, 19, 19, 21, 23, 24, 26, 28	tgcgrsub 28744	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → (𝑦 − 𝑥) = (𝐵 − 𝐵))
30	3, 4, 5, 7, 17, 8, 19, 29	axtgcgrid 28698	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝑦 = 𝑥)
31	30	oveq2d 7427	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → (𝐶𝐼𝑦) = (𝐶𝐼𝑥))
32	16, 31	eleqtrd 2871	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑥))
33	3, 4, 5, 7, 12, 10, 8, 32	tgbtwncom 28723	. . . . . 6 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝐷 ∈ (𝑥𝐼𝐶))
34	3, 4, 5, 7, 8, 10, 12, 14, 33	tgbtwnswapid 28727	. . . . 5 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → 𝑥 = 𝐷)
35	34	oveq2d 7427	. . . 4 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → (𝐶 − 𝑥) = (𝐶 − 𝐷))
36	2, 35	eqtrd 2804	. . 3 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) ∧ 𝑦 ∈ 𝑃) ∧ (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))) → (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝐷))
37		legtri3.2	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐶 − 𝐷) ≤ (𝐴 − 𝐵))
38		legval.l	. . . . . 6 ⊢ ≤ = (≤G‘𝐺)
39	3, 4, 5, 38, 6, 11, 9, 20, 18	legov2 28821	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 − 𝐷) ≤ (𝐴 − 𝐵) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑃 (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵))))
40	37, 39	mpbid 235	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∃𝑦 ∈ 𝑃 (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵)))
41	40	ad2antrr 738	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) → ∃𝑦 ∈ 𝑃 (𝐷 ∈ (𝐶𝐼𝑦) ∧ (𝐶 − 𝑦) = (𝐴 − 𝐵)))
42	36, 41	r19.29a 3179	. 2 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑃) ∧ (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))) → (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝐷))
43		legtri3.1	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 − 𝐵) ≤ (𝐶 − 𝐷))
44	3, 4, 5, 38, 6, 20, 18, 11, 9	legov 28820	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 − 𝐵) ≤ (𝐶 − 𝐷) ↔ ∃𝑥 ∈ 𝑃 (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥))))
45	43, 44	mpbid 235	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝑃 (𝑥 ∈ (𝐶𝐼𝐷) ∧ (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝑥)))
46	42, 45	r19.29a 3179	1 ⊢ (𝜑 → (𝐴 − 𝐵) = (𝐶 − 𝐷))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   = wceq 1567   ∈ wcel 2149  ∃wrex 3095   class class class wbr 5113  ‘cfv 6537  (class class class)co 7411  Basecbs 17269  distcds 17319  TarskiGcstrkg 28662  Itvcitv 28668  ≤Gcleg 28817

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5242  ax-sep 5261  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-cnex 11156  ax-resscn 11157  ax-1cn 11158  ax-icn 11159  ax-addcl 11160  ax-addrcl 11161  ax-mulcl 11162  ax-mulrcl 11163  ax-mulcom 11164  ax-addass 11165  ax-mulass 11166  ax-distr 11167  ax-i2m1 11168  ax-1ne0 11169  ax-1rid 11170  ax-rnegex 11171  ax-rrecex 11172  ax-cnre 11173  ax-pre-lttri 11174  ax-pre-lttrn 11175  ax-pre-ltadd 11176  ax-pre-mulgt0 11177

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4877  df-int 4917  df-iun 4962  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5557  df-eprel 5562  df-po 5570  df-so 5571  df-fr 5615  df-we 5617  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7368  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8358  df-rdg 8397  df-1o 8453  df-oadd 8457  df-er 8694  df-pm 8827  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-dju 9887  df-card 9925  df-pnf 11245  df-mnf 11246  df-xr 11247  df-ltxr 11248  df-le 11249  df-sub 11443  df-neg 11444  df-nn 12234  df-2 12303  df-3 12304  df-n0 12505  df-xnn0 12578  df-z 12592  df-uz 12863  df-fz 13536  df-fzo 13683  df-hash 14367  df-word 14551  df-concat 14608  df-s1 14634  df-s2 14885  df-s3 14886  df-trkgc 28683  df-trkgb 28684  df-trkgcb 28685  df-trkg 28688  df-cgrg 28746  df-leg 28818

This theorem is referenced by:  legeq  28828  legbtwn  28829  legso  28834