Theorem ragraghl 29100

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 2769	. 2 ⊢ (Itv‘𝐺) = (Itv‘𝐺)
3		eqid 2769	. 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 2769	. . . 4 ⊢ (pInvG‘𝐺) = (pInvG‘𝐺)
11		ragraghl.3	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ⟨“𝑌𝑋𝑍”⟩ ∈ (∟G‘𝐺))
12		ragraghl.2	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ≠ 𝑌)
13	12	necomd 3019	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ≠ 𝑋)
14	1, 2, 9, 4, 5, 6, 13	tglinerflx2 28865	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑋))
15		eleq1w 2852	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑎 = 𝑐 → (𝑎 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋)) ↔ 𝑐 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋))))
16		eleq1w 2852	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑏 = 𝑑 → (𝑏 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋)) ↔ 𝑑 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋))))
17	15, 16	bi2anan9 649	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → ((𝑎 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋)) ∧ 𝑏 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋))) ↔ (𝑐 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋)) ∧ 𝑑 ∈ (𝑃 ∖ (𝑌𝐿𝑋)))))
18		oveq12 7417	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → (𝑎(Itv‘𝐺)𝑏) = (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑))
19	18	eleq2d 2855	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → (𝑠 ∈ (𝑎(Itv‘𝐺)𝑏) ↔ 𝑠 ∈ (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑)))
20	19	rexbidv 3195	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → (∃𝑠 ∈ (𝑌𝐿𝑋)𝑠 ∈ (𝑎(Itv‘𝐺)𝑏) ↔ ∃𝑠 ∈ (𝑌𝐿𝑋)𝑠 ∈ (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑)))
21		eleq1w 2852	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑠 = 𝑡 → (𝑠 ∈ (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑) ↔ 𝑡 ∈ (𝑐(Itv‘𝐺)𝑑)))
22	21	cbvrexvw 3250	. . . . . . . . . 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 643	. . . . . . . 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 5185	. . . . . . 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 28861	. . . . . . 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 28998	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝑍 ∈ (𝑌𝐿𝑋))
29		nelne2 3062	. . . . . 6 ⊢ ((𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑋) ∧ ¬ 𝑍 ∈ (𝑌𝐿𝑋)) → 𝑋 ≠ 𝑍)
30	14, 28, 29	syl2anc 595	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ≠ 𝑍)
31	30	necomd 3019	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ≠ 𝑋)
32	1, 3, 2, 9, 10, 4, 5, 6, 7, 11, 13, 31	ragncol 28944	. . 3 ⊢ (𝜑 → ¬ (𝑍 ∈ (𝑌𝐿𝑋) ∨ 𝑌 = 𝑋))
33	1, 9, 2, 4, 5, 6, 7, 32	ncolrot1 28793	. 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 28999	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝑊 ∈ (𝑌𝐿𝑋))
36		nelne2 3062	. . . . . 6 ⊢ ((𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑋) ∧ ¬ 𝑊 ∈ (𝑌𝐿𝑋)) → 𝑋 ≠ 𝑊)
37	14, 35, 36	syl2anc 595	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ≠ 𝑊)
38	37	necomd 3019	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ≠ 𝑋)
39	1, 3, 2, 9, 10, 4, 5, 6, 8, 34, 13, 38	ragncol 28944	. . 3 ⊢ (𝜑 → ¬ (𝑊 ∈ (𝑌𝐿𝑋) ∨ 𝑌 = 𝑋))
40	1, 9, 2, 4, 5, 6, 8, 39	ncolrot1 28793	. 2 ⊢ (𝜑 → ¬ (𝑌 ∈ (𝑋𝐿𝑊) ∨ 𝑋 = 𝑊))
41		eqid 2769	. 2 ⊢ (hlG‘𝐺) = (hlG‘𝐺)
42	1, 2, 4, 41, 5, 6, 7, 13, 30	cgraid 29083	. 2 ⊢ (𝜑 → ⟨“𝑌𝑋𝑍”⟩(cgrA‘𝐺)⟨“𝑌𝑋𝑍”⟩)
43	1, 4, 5, 6, 7, 5, 6, 8, 11, 34, 13, 37, 13, 30	ragcgra 29099	. 2 ⊢ (𝜑 → ⟨“𝑌𝑋𝑍”⟩(cgrA‘𝐺)⟨“𝑌𝑋𝑊”⟩)
44	1, 2, 9, 4, 26, 8, 25, 35	hpgid 29003	. 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 29098	1 ⊢ (𝜑 → 𝑍((hlG‘𝐺)‘𝑋)𝑊)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 400   = wceq 1567   ∈ wcel 2149   ≠ wne 2964  ∃wrex 3095   ∖ cdif 3910   class class class wbr 5110  {copab 5174  ‘cfv 6533  (class class class)co 7408  ⟨“cs3 14875  Basecbs 17265  distcds 17315  TarskiGcstrkg 28658  Itvcitv 28664  LineGclng 28665  hlGchlg 28831  pInvGcmir 28887  ∟Gcrag 28928  hpGchpg 28994

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 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5268  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7730  ax-cnex 11152  ax-resscn 11153  ax-1cn 11154  ax-icn 11155  ax-addcl 11156  ax-addrcl 11157  ax-mulcl 11158  ax-mulrcl 11159  ax-mulcom 11160  ax-addass 11161  ax-mulass 11162  ax-distr 11163  ax-i2m1 11164  ax-1ne0 11165  ax-1rid 11166  ax-rnegex 11167  ax-rrecex 11168  ax-cnre 11169  ax-pre-lttri 11170  ax-pre-lttrn 11171  ax-pre-ltadd 11172  ax-pre-mulgt0 11173

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-rmo 3376  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 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4874  df-int 4914  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-oadd 8453  df-er 8690  df-map 8822  df-pm 8823  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-dju 9883  df-card 9921  df-pnf 11241  df-mnf 11242  df-xr 11243  df-ltxr 11244  df-le 11245  df-sub 11439  df-neg 11440  df-nn 12230  df-2 12299  df-3 12300  df-n0 12501  df-xnn0 12574  df-z 12588  df-uz 12859  df-fz 13532  df-fzo 13679  df-hash 14363  df-word 14547  df-concat 14604  df-s1 14630  df-s2 14881  df-s3 14882  df-trkgc 28679  df-trkgb 28680  df-trkgcb 28681  df-trkgld 28683  df-trkg 28684  df-cgrg 28742  df-ismt 28764  df-leg 28814  df-hlg 28832  df-mir 28888  df-rag 28929  df-perpg 28931  df-hpg 28995  df-mid 29037  df-lmi 29038  df-cgra 29072

This theorem is referenced by:  perpeqlem  29101