Theorem ragraghl 29339

Description: Drawing two right angles at a point 𝑋 on the same side of a line (𝑋𝐿𝑌) leads to points 𝑊 and 𝑍 on the same ray from 𝑋. Theorem 11.19 of [Schwabhauser] p. 99. (Contributed by Thierry Arnoux, 5-Jul-2026.)

Hypotheses

Ref	Expression
ragraghl.p	⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
ragraghl.l	⊢ 𝐿 = (LineG‘𝐺)
ragraghl.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
ragraghl.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑃)
ragraghl.y	⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝑃)
ragraghl.z	⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ 𝑃)
ragraghl.1	⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ 𝑃)
ragraghl.2	⊢ (𝜑 → 𝑋 ≠ 𝑌)
ragraghl.3	⊢ (𝜑 → ⟨“𝑌𝑋𝑍”⟩ ∈ (∟G‘𝐺))
ragraghl.4	⊢ (𝜑 → ⟨“𝑌𝑋𝑊”⟩ ∈ (∟G‘𝐺))
ragraghl.5	⊢ (𝜑 → 𝑍((hpG‘𝐺)‘(𝑌𝐿𝑋))𝑊)

Assertion

Ref	Expression
ragraghl	⊢ (𝜑 → 𝑍((hlG‘𝐺)‘𝑋)𝑊)

Proof of Theorem ragraghl

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 𝑠 𝑡 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ragraghl.p	. 2 ⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
2		eqid 2761	. 2 ⊢ (Itv‘𝐺) = (Itv‘𝐺)
3		eqid 2761	. 2 ⊢ (dist‘𝐺) = (dist‘𝐺)
4		ragraghl.g	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
5		ragraghl.y	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝑃)
6		ragraghl.x	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑃)
7		ragraghl.z	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ 𝑃)
8		ragraghl.1	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ 𝑃)
9		ragraghl.l	. 2 ⊢ 𝐿 = (LineG‘𝐺)
10		eqid 2761	. . . 4 ⊢ (pInvG‘𝐺) = (pInvG‘𝐺)
11		ragraghl.3	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ⟨“𝑌𝑋𝑍”⟩ ∈ (∟G‘𝐺))
12		ragraghl.2	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ≠ 𝑌)
13	12	necomd 3011	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ≠ 𝑋)
14	1, 2, 9, 4, 5, 6, 13	tglinerflx2 29095	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑋))
15		eleq1w 2844	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑎 = 𝑐 → (𝑎 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋)) ↔ 𝑐 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋))))
16		eleq1w 2844	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑏 = 𝑑 → (𝑏 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋)) ↔ 𝑑 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋))))
17	15, 16	bi2anan9 650	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → ((𝑎 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋)) ∧ 𝑏 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋))) ↔ (𝑐 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋)) ∧ 𝑑 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋)))))
18		oveq12 7427	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → (𝑎(Itv‘𝐺)𝑏) = (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑))
19	18	eleq2d 2847	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → (𝑠 ∈ (𝑎(Itv‘𝐺)𝑏) ↔ 𝑠 ∈ (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑)))
20	19	rexbidv 3187	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → (∃𝑠 ∈ (𝑌𝐿𝑋)𝑠 ∈ (𝑎(Itv‘𝐺)𝑏) ↔ ∃𝑠 ∈ (𝑌𝐿𝑋)𝑠 ∈ (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑)))
21		eleq1w 2844	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑠 = 𝑡 → (𝑠 ∈ (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑) ↔ 𝑡 ∈ (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑)))
22	21	cbvrexvw 3242	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∃𝑠 ∈ (𝑌𝐿𝑋)𝑠 ∈ (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑) ↔ ∃𝑡 ∈ (𝑌𝐿𝑋)𝑡 ∈ (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑))
23	20, 22	bitrdi 290	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → (∃𝑠 ∈ (𝑌𝐿𝑋)𝑠 ∈ (𝑎(Itv‘𝐺)𝑏) ↔ ∃𝑡 ∈ (𝑌𝐿𝑋)𝑡 ∈ (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑)))
24	17, 23	anbi12d 644	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → (((𝑎 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋)) ∧ 𝑏 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋))) ∧ ∃𝑠 ∈ (𝑌𝐿𝑋)𝑠 ∈ (𝑎(Itv‘𝐺)𝑏)) ↔ ((𝑐 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋)) ∧ 𝑑 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋))) ∧ ∃𝑡 ∈ (𝑌𝐿𝑋)𝑡 ∈ (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑))))
25	24	cbvopabv 5178	. . . . . . 7 ⊢ {⟨𝑎, 𝑏⟩ ∣ ((𝑎 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋)) ∧ 𝑏 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋))) ∧ ∃𝑠 ∈ (𝑌𝐿𝑋)𝑠 ∈ (𝑎(Itv‘𝐺)𝑏))} = {⟨𝑐, 𝑑⟩ ∣ ((𝑐 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋)) ∧ 𝑑 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋))) ∧ ∃𝑡 ∈ (𝑌𝐿𝑋)𝑡 ∈ (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑))}
26	1, 2, 9, 4, 5, 6, 13	tgelrnln 29091	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑌𝐿𝑋) ∈ ran 𝐿)
27		ragraghl.5	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑍((hpG‘𝐺)‘(𝑌𝐿𝑋))𝑊)
28	1, 2, 9, 25, 4, 26, 7, 8, 27	hpgne1 29232	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝑍 ∈ (𝑌𝐿𝑋))
29		nelne2 3054	. . . . . 6 ⊢ ((𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑋) ∧ ¬ 𝑍 ∈ (𝑌𝐿𝑋)) → 𝑋 ≠ 𝑍)
30	14, 28, 29	syl2anc 596	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ≠ 𝑍)
31	30	necomd 3011	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ≠ 𝑋)
32	1, 3, 2, 9, 10, 4, 5, 6, 7, 11, 13, 31	ragncol 29177	. . 3 ⊢ (𝜑 → ¬ (𝑍 ∈ (𝑌𝐿𝑋) ∨ 𝑌 = 𝑋))
33	1, 9, 2, 4, 5, 6, 7, 32	ncolrot1 29018	. 2 ⊢ (𝜑 → ¬ (𝑌 ∈ (𝑋𝐿𝑍) ∨ 𝑋 = 𝑍))
34		ragraghl.4	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ⟨“𝑌𝑋𝑊”⟩ ∈ (∟G‘𝐺))
35	1, 2, 9, 25, 4, 26, 7, 8, 27	hpgne2 29233	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝑊 ∈ (𝑌𝐿𝑋))
36		nelne2 3054	. . . . . 6 ⊢ ((𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑋) ∧ ¬ 𝑊 ∈ (𝑌𝐿𝑋)) → 𝑋 ≠ 𝑊)
37	14, 35, 36	syl2anc 596	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ≠ 𝑊)
38	37	necomd 3011	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ≠ 𝑋)
39	1, 3, 2, 9, 10, 4, 5, 6, 8, 34, 13, 38	ragncol 29177	. . 3 ⊢ (𝜑 → ¬ (𝑊 ∈ (𝑌𝐿𝑋) ∨ 𝑌 = 𝑋))
40	1, 9, 2, 4, 5, 6, 8, 39	ncolrot1 29018	. 2 ⊢ (𝜑 → ¬ (𝑌 ∈ (𝑋𝐿𝑊) ∨ 𝑋 = 𝑊))
41		eqid 2761	. 2 ⊢ (hlG‘𝐺) = (hlG‘𝐺)
42	1, 2, 4, 41, 5, 6, 7, 13, 30	cgraid 29319	. 2 ⊢ (𝜑 → ⟨“𝑌𝑋𝑍”⟩(cgrA‘𝐺)⟨“𝑌𝑋𝑍”⟩)
43	1, 4, 5, 6, 7, 5, 6, 8, 11, 34, 13, 37, 13, 30	ragcgra 29336	. 2 ⊢ (𝜑 → ⟨“𝑌𝑋𝑍”⟩(cgrA‘𝐺)⟨“𝑌𝑋𝑊”⟩)
44	1, 2, 9, 4, 26, 8, 25, 35	hpgid 29237	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑊((hpG‘𝐺)‘(𝑌𝐿𝑋))𝑊)
45	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 5, 6, 8, 9, 33, 40, 7, 8, 41, 42, 43, 27, 44	acopyeu 29335	1 ⊢ (𝜑 → 𝑍((hlG‘𝐺)‘𝑋)𝑊)

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∃wrex 3087   ∖ cdif 3896   class class class wbr 5103  {copab 5167  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418  ⟨“cs3 14986  Basecbs 17380  distcds 17430  TarskiGcstrkg 28882  Itvcitv 28888  LineGclng 28889  hlGchlg 29056  pInvGcmir 29117  ∟Gcrag 29161  hpGchpg 29228

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 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-cnex 11249  ax-resscn 11250  ax-1cn 11251  ax-icn 11252  ax-addcl 11253  ax-addrcl 11254  ax-mulcl 11255  ax-mulrcl 11256  ax-mulcom 11257  ax-addass 11258  ax-mulass 11259  ax-distr 11260  ax-i2m1 11261  ax-1ne0 11262  ax-1rid 11263  ax-rnegex 11264  ax-rrecex 11265  ax-cnre 11266  ax-pre-lttri 11267  ax-pre-lttrn 11268  ax-pre-ltadd 11269  ax-pre-mulgt0 11270

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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  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 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  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 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8469  df-oadd 8473  df-er 8710  df-map 8842  df-pm 8843  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-fin 8970  df-dju 9975  df-card 10013  df-pnf 11338  df-mnf 11339  df-xr 11340  df-ltxr 11341  df-le 11342  df-sub 11536  df-neg 11537  df-nn 12329  df-2 12398  df-3 12399  df-n0 12600  df-xnn0 12673  df-z 12687  df-uz 12959  df-fz 13633  df-fzo 13782  df-hash 14468  df-word 14652  df-concat 14709  df-s1 14736  df-s2 14992  df-s3 14993  df-trkgc 28903  df-trkgb 28904  df-trkgcb 28905  df-trkgld 28907  df-trkg 28908  df-cgrg 28967  df-ismt 28989  df-leg 29039  df-hlg 29057  df-mir 29118  df-rag 29162  df-perpg 29164  df-hpg 29229  df-mid 29272  df-lmi 29273  df-cgra 29308

This theorem is used by:  perpeqlem  29340