Theorem segcon2 36303

Description: Generalization of axsegcon 29010. This time, we generate an endpoint for a segment on the ray 𝑄𝐴 congruent to 𝐵𝐶 and starting at 𝑄, as opposed to axsegcon 29010, where the segment starts at 𝐴 (Contributed by Scott Fenton, 14-Oct-2013.) Remove unneeded inequality. (Revised by Scott Fenton, 15-Oct-2013.)

Assertion

Ref	Expression
segcon2	⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)((𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑄   𝑥,𝑁   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐶

Proof of Theorem segcon2

Dummy variable 𝑎 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		breq1 5089	. . . . 5 ⊢ (𝐴 = 𝑄 → (𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ↔ 𝑄 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩))
2	1	orbi1d 917	. . . 4 ⊢ (𝐴 = 𝑄 → ((𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ↔ (𝑄 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩)))
3	2	anbi1d 632	. . 3 ⊢ (𝐴 = 𝑄 → (((𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩) ↔ ((𝑄 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩)))
4	3	rexbidv 3162	. 2 ⊢ (𝐴 = 𝑄 → (∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)((𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩) ↔ ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)((𝑄 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩)))
5		simp1 1137	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑁 ∈ ℕ)
6		simp2 1138	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)))
7	6	ancomd 461	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁)))
8		axsegcon 29010	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ∃𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩))
9	5, 7, 7, 8	syl3anc 1374	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ∃𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩))
10	9	adantr 480	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐴 ≠ 𝑄) → ∃𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩))
11		simpl1 1193	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ)
12		simpr 484	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁))
13		simpl2l 1228	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)) → 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁))
14		simpl3 1195	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)) → (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)))
15		axsegcon 29010	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩))
16	11, 12, 13, 14, 15	syl121anc 1378	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩))
17	16	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩))) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩))
18		anass 468	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)) ↔ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))))
19		df-3an 1089	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩) ↔ ((𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩)) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩))
20		simpr1 1196	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩)) → 𝐴 ≠ 𝑄)
21		simpr2r 1235	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩)) → ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩)
22		simpl1 1193	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑁 ∈ ℕ)
23		simpl2l 1228	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁))
24		simprl 771	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁))
25		simpl2r 1229	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁))
26		cgrdegen 36202	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩ → (𝑄 = 𝑎 ↔ 𝐴 = 𝑄)))
27	22, 23, 24, 25, 23, 26	syl122anc 1382	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩ → (𝑄 = 𝑎 ↔ 𝐴 = 𝑄)))
28	27	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩)) → (⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩ → (𝑄 = 𝑎 ↔ 𝐴 = 𝑄)))
29	21, 28	mpd 15	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩)) → (𝑄 = 𝑎 ↔ 𝐴 = 𝑄))
30	29	necon3bid 2977	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩)) → (𝑄 ≠ 𝑎 ↔ 𝐴 ≠ 𝑄))
31	20, 30	mpbird 257	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩)) → 𝑄 ≠ 𝑎)
32	31	necomd 2988	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩)) → 𝑎 ≠ 𝑄)
33		simpr2l 1234	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩)) → 𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩)
34	22, 23, 25, 24, 33	btwncomand 36213	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩)) → 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝐴⟩)
35		simpr3 1198	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩)) → 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩)
36		simprr 773	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))
37		btwnconn2 36300	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝑎 ≠ 𝑄 ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝐴⟩ ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩) → (𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩)))
38	22, 24, 23, 25, 36, 37	syl122anc 1382	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝑎 ≠ 𝑄 ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝐴⟩ ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩) → (𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩)))
39	38	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩)) → ((𝑎 ≠ 𝑄 ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝐴⟩ ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩) → (𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩)))
40	32, 34, 35, 39	mp3and 1467	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩)) → (𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩))
41	19, 40	sylan2br 596	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ((𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩)) ∧ 𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩)) → (𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩))
42	41	expr 456	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩))) → (𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩ → (𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩)))
43	42	anim1d 612	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩))) → ((𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩) → ((𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩)))
44	18, 43	sylanb 582	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩))) → ((𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩) → ((𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩)))
45	44	an32s 653	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩))) ∧ 𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)) → ((𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩) → ((𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩)))
46	45	reximdva 3151	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩))) → (∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑄 Btwn ⟨𝑎, 𝑥⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)((𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩)))
47	17, 46	mpd 15	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐴 ≠ 𝑄 ∧ (𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩))) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)((𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩))
48	47	expr 456	. . . . 5 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐴 ≠ 𝑄) → ((𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)((𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩)))
49	48	an32s 653	. . . 4 ⊢ ((((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐴 ≠ 𝑄) ∧ 𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)) → ((𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)((𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩)))
50	49	rexlimdva 3139	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐴 ≠ 𝑄) → (∃𝑎 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑄 Btwn ⟨𝐴, 𝑎⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑎⟩Cgr⟨𝐴, 𝑄⟩) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)((𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩)))
51	10, 50	mpd 15	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ 𝐴 ≠ 𝑄) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)((𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩))
52		simp2l 1201	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁))
53		simp3 1139	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)))
54		axsegcon 29010	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑄 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩))
55	5, 52, 52, 53, 54	syl121anc 1378	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑄 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩))
56		orc 868	. . . . 5 ⊢ (𝑄 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ → (𝑄 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩))
57	56	anim1i 616	. . . 4 ⊢ ((𝑄 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩) → ((𝑄 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩))
58	57	reximi 3076	. . 3 ⊢ (∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑄 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)((𝑄 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩))
59	55, 58	syl 17	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)((𝑄 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩))
60	4, 51, 59	pm2.61ne 3018	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ∃𝑥 ∈ (𝔼‘𝑁)((𝐴 Btwn ⟨𝑄, 𝑥⟩ ∨ 𝑥 Btwn ⟨𝑄, 𝐴⟩) ∧ ⟨𝑄, 𝑥⟩Cgr⟨𝐵, 𝐶⟩))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∨ wo 848   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933  ∃wrex 3062  ⟨cop 4574   class class class wbr 5086  ‘cfv 6492  ℕcn 12165  𝔼cee 28970   Btwn cbtwn 28971  Cgrccgr 28972

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5302  ax-pr 5370  ax-un 7682  ax-inf2 9553  ax-cnex 11085  ax-resscn 11086  ax-1cn 11087  ax-icn 11088  ax-addcl 11089  ax-addrcl 11090  ax-mulcl 11091  ax-mulrcl 11092  ax-mulcom 11093  ax-addass 11094  ax-mulass 11095  ax-distr 11096  ax-i2m1 11097  ax-1ne0 11098  ax-1rid 11099  ax-rnegex 11100  ax-rrecex 11101  ax-cnre 11102  ax-pre-lttri 11103  ax-pre-lttrn 11104  ax-pre-ltadd 11105  ax-pre-mulgt0 11106  ax-pre-sup 11107

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-se 5578  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-isom 6501  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-om 7811  df-1st 7935  df-2nd 7936  df-frecs 8224  df-wrecs 8255  df-recs 8304  df-rdg 8342  df-1o 8398  df-er 8636  df-map 8768  df-en 8887  df-dom 8888  df-sdom 8889  df-fin 8890  df-sup 9348  df-oi 9418  df-card 9854  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-div 11799  df-nn 12166  df-2 12235  df-3 12236  df-n0 12429  df-z 12516  df-uz 12780  df-rp 12934  df-ico 13295  df-icc 13296  df-fz 13453  df-fzo 13600  df-seq 13955  df-exp 14015  df-hash 14284  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-clim 15441  df-sum 15640  df-ee 28973  df-btwn 28974  df-cgr 28975  df-ofs 36181  df-colinear 36237  df-ifs 36238  df-cgr3 36239  df-fs 36240

This theorem is referenced by:  seglelin  36314  outsideofeu  36329