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

Theorem prlngmo 29259
Description: Playfair's axiom. Given a line 𝐴 and a point 𝑋 not on 𝐴, at most one line parallel to 𝐴 can be drawn through 𝑋. Theorem 12.11 of [Schwabhauser] p. 123. Note that this is the first instance of a theorem where the geometry is required to be Euclidean, as expressed by 𝐺 ∈ TarskiGE. Theorem A10 of [Schwabhauser] p. 24 is used, in the form of axtgeucl 28792, in the proof of prlngmolem1 29257. See prlngex 29256 for the corresponding existence theorem. (Contributed by Thierry Arnoux, 5-Jul-2026.)
Hypotheses
Ref Expression
prlngeu.p 𝑃 = (Base‘𝐺)
prlngeu.l 𝐿 = (LineG‘𝐺)
prlngeu.r = (parlnG‘𝐺)
prlngeu.g (𝜑𝐺 ∈ TarskiG)
prlngeu.a (𝜑𝐴 ∈ ran 𝐿)
prlngeu.x (𝜑𝑋 ∈ (𝑃𝐴))
prlngeu.1 (𝜑𝐺 ∈ TarskiGE)
Assertion
Ref Expression
prlngmo (𝜑 → ∃*𝑏 ∈ ran 𝐿(𝐴 𝑏𝑋𝑏))
Distinct variable groups:   ,𝑏   𝐴,𝑏   𝐿,𝑏   𝑋,𝑏   𝜑,𝑏
Allowed substitution hints:   𝑃(𝑏)   𝐺(𝑏)

Proof of Theorem prlngmo
Dummy variables 𝑠 𝑡 𝑤 𝑣 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 prlngeu.p . 2 𝑃 = (Base‘𝐺)
2 prlngeu.l . 2 𝐿 = (LineG‘𝐺)
3 prlngeu.r . 2 = (parlnG‘𝐺)
4 prlngeu.g . 2 (𝜑𝐺 ∈ TarskiG)
5 prlngeu.a . 2 (𝜑𝐴 ∈ ran 𝐿)
6 prlngeu.x . 2 (𝜑𝑋 ∈ (𝑃𝐴))
7 prlngeu.1 . 2 (𝜑𝐺 ∈ TarskiGE)
8 eleq1w 2848 . . . . 5 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 ∈ (𝑃𝑏) ↔ 𝑧 ∈ (𝑃𝑏)))
9 eleq1w 2848 . . . . 5 (𝑦 = 𝑤 → (𝑦 ∈ (𝑃𝑏) ↔ 𝑤 ∈ (𝑃𝑏)))
108, 9bi2anan9 650 . . . 4 ((𝑥 = 𝑧𝑦 = 𝑤) → ((𝑥 ∈ (𝑃𝑏) ∧ 𝑦 ∈ (𝑃𝑏)) ↔ (𝑧 ∈ (𝑃𝑏) ∧ 𝑤 ∈ (𝑃𝑏))))
11 eleq1w 2848 . . . . . 6 (𝑠 = 𝑡 → (𝑠 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦) ↔ 𝑡 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦)))
1211cbvrexvw 3246 . . . . 5 (∃𝑠𝑏 𝑠 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦) ↔ ∃𝑡𝑏 𝑡 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦))
13 oveq12 7428 . . . . . . 7 ((𝑥 = 𝑧𝑦 = 𝑤) → (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦) = (𝑧(Itv‘𝐺)𝑤))
1413eleq2d 2851 . . . . . 6 ((𝑥 = 𝑧𝑦 = 𝑤) → (𝑡 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦) ↔ 𝑡 ∈ (𝑧(Itv‘𝐺)𝑤)))
1514rexbidv 3191 . . . . 5 ((𝑥 = 𝑧𝑦 = 𝑤) → (∃𝑡𝑏 𝑡 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦) ↔ ∃𝑡𝑏 𝑡 ∈ (𝑧(Itv‘𝐺)𝑤)))
1612, 15bitrid 286 . . . 4 ((𝑥 = 𝑧𝑦 = 𝑤) → (∃𝑠𝑏 𝑠 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦) ↔ ∃𝑡𝑏 𝑡 ∈ (𝑧(Itv‘𝐺)𝑤)))
1710, 16anbi12d 644 . . 3 ((𝑥 = 𝑧𝑦 = 𝑤) → (((𝑥 ∈ (𝑃𝑏) ∧ 𝑦 ∈ (𝑃𝑏)) ∧ ∃𝑠𝑏 𝑠 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦)) ↔ ((𝑧 ∈ (𝑃𝑏) ∧ 𝑤 ∈ (𝑃𝑏)) ∧ ∃𝑡𝑏 𝑡 ∈ (𝑧(Itv‘𝐺)𝑤))))
1817cbvopabv 5186 . 2 {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ((𝑥 ∈ (𝑃𝑏) ∧ 𝑦 ∈ (𝑃𝑏)) ∧ ∃𝑠𝑏 𝑠 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦))} = {⟨𝑧, 𝑤⟩ ∣ ((𝑧 ∈ (𝑃𝑏) ∧ 𝑤 ∈ (𝑃𝑏)) ∧ ∃𝑡𝑏 𝑡 ∈ (𝑧(Itv‘𝐺)𝑤))}
19 eleq1w 2848 . . . . 5 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 ∈ (𝑃𝐴) ↔ 𝑧 ∈ (𝑃𝐴)))
20 eleq1w 2848 . . . . 5 (𝑦 = 𝑤 → (𝑦 ∈ (𝑃𝐴) ↔ 𝑤 ∈ (𝑃𝐴)))
2119, 20bi2anan9 650 . . . 4 ((𝑥 = 𝑧𝑦 = 𝑤) → ((𝑥 ∈ (𝑃𝐴) ∧ 𝑦 ∈ (𝑃𝐴)) ↔ (𝑧 ∈ (𝑃𝐴) ∧ 𝑤 ∈ (𝑃𝐴))))
22 eleq1w 2848 . . . . . 6 (𝑠 = 𝑣 → (𝑠 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦) ↔ 𝑣 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦)))
2322cbvrexvw 3246 . . . . 5 (∃𝑠𝐴 𝑠 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦) ↔ ∃𝑣𝐴 𝑣 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦))
2413eleq2d 2851 . . . . . 6 ((𝑥 = 𝑧𝑦 = 𝑤) → (𝑣 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦) ↔ 𝑣 ∈ (𝑧(Itv‘𝐺)𝑤)))
2524rexbidv 3191 . . . . 5 ((𝑥 = 𝑧𝑦 = 𝑤) → (∃𝑣𝐴 𝑣 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦) ↔ ∃𝑣𝐴 𝑣 ∈ (𝑧(Itv‘𝐺)𝑤)))
2623, 25bitrid 286 . . . 4 ((𝑥 = 𝑧𝑦 = 𝑤) → (∃𝑠𝐴 𝑠 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦) ↔ ∃𝑣𝐴 𝑣 ∈ (𝑧(Itv‘𝐺)𝑤)))
2721, 26anbi12d 644 . . 3 ((𝑥 = 𝑧𝑦 = 𝑤) → (((𝑥 ∈ (𝑃𝐴) ∧ 𝑦 ∈ (𝑃𝐴)) ∧ ∃𝑠𝐴 𝑠 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦)) ↔ ((𝑧 ∈ (𝑃𝐴) ∧ 𝑤 ∈ (𝑃𝐴)) ∧ ∃𝑣𝐴 𝑣 ∈ (𝑧(Itv‘𝐺)𝑤))))
2827cbvopabv 5186 . 2 {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ((𝑥 ∈ (𝑃𝐴) ∧ 𝑦 ∈ (𝑃𝐴)) ∧ ∃𝑠𝐴 𝑠 ∈ (𝑥(Itv‘𝐺)𝑦))} = {⟨𝑧, 𝑤⟩ ∣ ((𝑧 ∈ (𝑃𝐴) ∧ 𝑤 ∈ (𝑃𝐴)) ∧ ∃𝑣𝐴 𝑣 ∈ (𝑧(Itv‘𝐺)𝑤))}
291, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 18, 28prlngmolem2 29258 1 (𝜑 → ∃*𝑏 ∈ ran 𝐿(𝐴 𝑏𝑋𝑏))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 401   = wceq 1570  wcel 2146  wrex 3091  ∃*wrmo 3370  cdif 3903   class class class wbr 5111  {copab 5175  ran crn 5664  cfv 6540  (class class class)co 7419  Basecbs 17291  TarskiGcstrkg 28747  TarskiGEcstrkge 28752  Itvcitv 28753  LineGclng 28754  parlnGcprlng 29241
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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-cnex 11171  ax-resscn 11172  ax-1cn 11173  ax-icn 11174  ax-addcl 11175  ax-addrcl 11176  ax-mulcl 11177  ax-mulrcl 11178  ax-mulcom 11179  ax-addass 11180  ax-mulass 11181  ax-distr 11182  ax-i2m1 11183  ax-1ne0 11184  ax-1rid 11185  ax-rnegex 11186  ax-rrecex 11187  ax-cnre 11188  ax-pre-lttri 11189  ax-pre-lttrn 11190  ax-pre-ltadd 11191  ax-pre-mulgt0 11192
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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4875  df-int 4915  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-oadd 8463  df-er 8700  df-map 8832  df-pm 8833  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-dju 9903  df-card 9941  df-pnf 11260  df-mnf 11261  df-xr 11262  df-ltxr 11263  df-le 11264  df-sub 11458  df-neg 11459  df-nn 12249  df-2 12318  df-3 12319  df-n0 12520  df-xnn0 12593  df-z 12607  df-uz 12879  df-fz 13552  df-fzo 13700  df-hash 14385  df-word 14569  df-concat 14626  df-s1 14653  df-s2 14909  df-s3 14910  df-trkgc 28768  df-trkgb 28769  df-trkgcb 28770  df-trkge 28771  df-trkgld 28772  df-trkg 28773  df-cgrg 28831  df-leg 28903  df-hlg 28921  df-mir 28981  df-rag 29025  df-perpg 29027  df-hpg 29091  df-plng 29107  df-prlng 29242
This theorem is used by:  prlngeu  29260  prlngmo2  29261
  Copyright terms: Public domain W3C validator