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

Theorem mideu 28422
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 = (Baseβ€˜πΊ)
colperpex.d βˆ’ = (distβ€˜πΊ)
colperpex.i 𝐼 = (Itvβ€˜πΊ)
colperpex.l 𝐿 = (LineGβ€˜πΊ)
colperpex.g (πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ TarskiG)
mideu.s 𝑆 = (pInvGβ€˜πΊ)
mideu.1 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ 𝑃)
mideu.2 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ 𝑃)
mideu.3 (πœ‘ β†’ 𝐺DimTarskiGβ‰₯2)
Assertion
Ref Expression
mideu (πœ‘ β†’ βˆƒ!π‘₯ ∈ 𝑃 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄))
Distinct variable groups:   π‘₯, βˆ’   π‘₯,𝐴   π‘₯,𝐡   π‘₯,𝐺   π‘₯,𝐼   π‘₯,𝐿   π‘₯,𝑃   π‘₯,𝑆   πœ‘,π‘₯

Proof of Theorem mideu
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 colperpex.p . . 3 𝑃 = (Baseβ€˜πΊ)
2 colperpex.d . . 3 βˆ’ = (distβ€˜πΊ)
3 colperpex.i . . 3 𝐼 = (Itvβ€˜πΊ)
4 colperpex.l . . 3 𝐿 = (LineGβ€˜πΊ)
5 colperpex.g . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ TarskiG)
6 mideu.s . . 3 𝑆 = (pInvGβ€˜πΊ)
7 mideu.1 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ 𝑃)
8 mideu.2 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ 𝑃)
9 mideu.3 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐺DimTarskiGβ‰₯2)
101, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9midex 28421 . 2 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ 𝑃 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄))
115ad2antrr 723 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ∧ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄))) β†’ 𝐺 ∈ TarskiG)
12 simplrl 774 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ∧ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄))) β†’ π‘₯ ∈ 𝑃)
13 simplrr 775 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ∧ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄))) β†’ 𝑦 ∈ 𝑃)
147ad2antrr 723 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ∧ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄))) β†’ 𝐴 ∈ 𝑃)
158ad2antrr 723 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ∧ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄))) β†’ 𝐡 ∈ 𝑃)
16 simprl 768 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ∧ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄))) β†’ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄))
1716eqcomd 2737 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ∧ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄))) β†’ ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) = 𝐡)
18 simprr 770 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ∧ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄))) β†’ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄))
1918eqcomd 2737 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ∧ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄))) β†’ ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄) = 𝐡)
201, 2, 3, 4, 6, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 19miduniq 28369 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) ∧ (𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ∧ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄))) β†’ π‘₯ = 𝑦)
2120ex 412 . . . 4 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝑃 ∧ 𝑦 ∈ 𝑃)) β†’ ((𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ∧ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄)) β†’ π‘₯ = 𝑦))
2221ralrimivva 3199 . . 3 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑃 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑃 ((𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ∧ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄)) β†’ π‘₯ = 𝑦))
23 fveq2 6891 . . . . . 6 (π‘₯ = 𝑦 β†’ (π‘†β€˜π‘₯) = (π‘†β€˜π‘¦))
2423fveq1d 6893 . . . . 5 (π‘₯ = 𝑦 β†’ ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄))
2524eqeq2d 2742 . . . 4 (π‘₯ = 𝑦 β†’ (𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ↔ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄)))
2625rmo4 3726 . . 3 (βˆƒ*π‘₯ ∈ 𝑃 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑃 βˆ€π‘¦ ∈ 𝑃 ((𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ∧ 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘¦)β€˜π΄)) β†’ π‘₯ = 𝑦))
2722, 26sylibr 233 . 2 (πœ‘ β†’ βˆƒ*π‘₯ ∈ 𝑃 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄))
28 reu5 3377 . 2 (βˆƒ!π‘₯ ∈ 𝑃 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ↔ (βˆƒπ‘₯ ∈ 𝑃 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄) ∧ βˆƒ*π‘₯ ∈ 𝑃 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄)))
2910, 27, 28sylanbrc 582 1 (πœ‘ β†’ βˆƒ!π‘₯ ∈ 𝑃 𝐡 = ((π‘†β€˜π‘₯)β€˜π΄))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2105  βˆ€wral 3060  βˆƒwrex 3069  βˆƒ!wreu 3373  βˆƒ*wrmo 3374   class class class wbr 5148  β€˜cfv 6543  2c2 12274  Basecbs 17151  distcds 17213  TarskiGcstrkg 28111  DimTarskiGβ‰₯cstrkgld 28115  Itvcitv 28117  LineGclng 28118  pInvGcmir 28336
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-cnex 11172  ax-resscn 11173  ax-1cn 11174  ax-icn 11175  ax-addcl 11176  ax-addrcl 11177  ax-mulcl 11178  ax-mulrcl 11179  ax-mulcom 11180  ax-addass 11181  ax-mulass 11182  ax-distr 11183  ax-i2m1 11184  ax-1ne0 11185  ax-1rid 11186  ax-rnegex 11187  ax-rrecex 11188  ax-cnre 11189  ax-pre-lttri 11190  ax-pre-lttrn 11191  ax-pre-ltadd 11192  ax-pre-mulgt0 11193
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7860  df-1st 7979  df-2nd 7980  df-frecs 8272  df-wrecs 8303  df-recs 8377  df-rdg 8416  df-1o 8472  df-oadd 8476  df-er 8709  df-map 8828  df-pm 8829  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-fin 8949  df-dju 9902  df-card 9940  df-pnf 11257  df-mnf 11258  df-xr 11259  df-ltxr 11260  df-le 11261  df-sub 11453  df-neg 11454  df-nn 12220  df-2 12282  df-3 12283  df-n0 12480  df-xnn0 12552  df-z 12566  df-uz 12830  df-fz 13492  df-fzo 13635  df-hash 14298  df-word 14472  df-concat 14528  df-s1 14553  df-s2 14806  df-s3 14807  df-trkgc 28132  df-trkgb 28133  df-trkgcb 28134  df-trkgld 28136  df-trkg 28137  df-cgrg 28195  df-leg 28267  df-mir 28337  df-rag 28378  df-perpg 28380
This theorem is referenced by:  midf  28460  ismidb  28462
  Copyright terms: Public domain W3C validator