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

Theorem mideu 29220
Description: Existence and uniqueness of the midpoint, Theorem 8.22 of [Schwabhauser] p. 64. (Contributed by Thierry Arnoux, 25-Nov-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
colperpex.p 𝑃 = (Base‘𝐺)
colperpex.d − = (dist‘𝐺)
colperpex.i 𝐼 = (Itv‘𝐺)
colperpex.l 𝐿 = (LineG‘𝐺)
colperpex.g (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
mideu.s 𝑆 = (pInvG‘𝐺)
mideu.1 (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑃)
mideu.2 (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑃)
mideu.3 (𝜑 → 𝐺DimTarskiG≥2)
Assertion
Ref Expression
mideu (𝜑 → ∃!𝑥 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴))
Distinct variable groups:   𝑥, −   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐺   𝑥,𝐼   𝑥,𝐿   𝑥,𝑃   𝑥,𝑆   𝜑,𝑥

Proof of Theorem mideu
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 colperpex.p . . 3 𝑃 = (Base‘𝐺)
2 colperpex.d . . 3 − = (dist‘𝐺)
3 colperpex.i . . 3 𝐼 = (Itv‘𝐺)
4 colperpex.l . . 3 𝐿 = (LineG‘𝐺)
5 colperpex.g . . 3 (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
6 mideu.s . . 3 𝑆 = (pInvG‘𝐺)
7 mideu.1 . . 3 (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑃)
8 mideu.2 . . 3 (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑃)
9 mideu.3 . . 3 (𝜑 → 𝐺DimTarskiG≥2)
101, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9midex 29219 . 2 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴))
115ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ∧ 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴))) → 𝐺 ∈ TarskiG)
12 simplrl 789 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ∧ 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴))) → 𝑥 ∈ 𝑃)
13 simplrr 790 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ∧ 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴))) → 𝑦 ∈ 𝑃)
147ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ∧ 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴))) → 𝐴 ∈ 𝑃)
158ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ∧ 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴))) → 𝐵 ∈ 𝑃)
16 simprl 783 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ∧ 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴))) → 𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴))
1716eqcomd 2766 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ∧ 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴))) → ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) = 𝐵)
18 simprr 785 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ∧ 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴))) → 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴))
1918eqcomd 2766 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ∧ 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴))) → ((𝑆‘𝑦)‘𝐴) = 𝐵)
201, 2, 3, 4, 6, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 19miduniq 29163 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ∧ 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴))) → 𝑥 = 𝑦)
2120ex 418 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) → ((𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ∧ 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴)) → 𝑥 = 𝑦))
2221ralrimivva 3205 . . 3 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝑃 ∀𝑦 ∈ 𝑃 ((𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ∧ 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴)) → 𝑥 = 𝑦))
23 fveq2 6886 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → (𝑆‘𝑥) = (𝑆‘𝑦))
2423fveq1d 6888 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴))
2524eqeq2d 2771 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → (𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ↔ 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴)))
2625rmo4 3687 . . 3 (∃*𝑥 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑃 ∀𝑦 ∈ 𝑃 ((𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ∧ 𝐵 = ((𝑆‘𝑦)‘𝐴)) → 𝑥 = 𝑦))
2722, 26sylibr 237 . 2 (𝜑 → ∃*𝑥 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴))
28 reu5 3367 . 2 (∃!𝑥 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ↔ (∃𝑥 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴) ∧ ∃*𝑥 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴)))
2910, 27, 28sylanbrc 595 1 (𝜑 → ∃!𝑥 ∈ 𝑃 𝐵 = ((𝑆‘𝑥)‘𝐴))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  ∃!wreu 3363  ∃*wrmo 3364   class class class wbr 5102  ‘cfv 6539  2c2 12401  Basecbs 17393  distcds 17443  TarskiGcstrkg 28895  DimTarskiG≥cstrkgld 28899  Itvcitv 28901  LineGclng 28902  pInvGcmir 29130
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7752  ax-cnex 11260  ax-resscn 11261  ax-1cn 11262  ax-icn 11263  ax-addcl 11264  ax-addrcl 11265  ax-mulcl 11266  ax-mulrcl 11267  ax-mulcom 11268  ax-addass 11269  ax-mulass 11270  ax-distr 11271  ax-i2m1 11272  ax-1ne0 11273  ax-1rid 11274  ax-rnegex 11275  ax-rrecex 11276  ax-cnre 11277  ax-pre-lttri 11278  ax-pre-lttrn 11279  ax-pre-ltadd 11280  ax-pre-mulgt0 11281
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  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 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-riota 7378  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-om 7879  df-1st 8002  df-2nd 8003  df-frecs 8303  df-wrecs 8334  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-1o 8480  df-oadd 8484  df-er 8721  df-map 8853  df-pm 8854  df-en 8978  df-dom 8979  df-sdom 8980  df-fin 8981  df-dju 9986  df-card 10024  df-pnf 11349  df-mnf 11350  df-xr 11351  df-ltxr 11352  df-le 11353  df-sub 11547  df-neg 11548  df-nn 12340  df-2 12409  df-3 12410  df-n0 12611  df-xnn0 12684  df-z 12698  df-uz 12970  df-fz 13644  df-fzo 13793  df-hash 14479  df-word 14663  df-concat 14720  df-s1 14747  df-s2 15004  df-s3 15005  df-trkgc 28916  df-trkgb 28917  df-trkgcb 28918  df-trkgld 28920  df-trkg 28921  df-cgrg 28980  df-leg 29052  df-mir 29131  df-rag 29175  df-perpg 29177
This theorem is used by:  midf  29287  ismidb  29289
  Copyright terms: Public domain W3C validator