| Step | Hyp | Ref | Expression | 
|---|
| 1 |  | simpl 482 | . . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷)) → 𝑁 ∈ ℕ) | 
| 2 |  | simpr2 1196 | . . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷)) → (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁))) | 
| 3 |  | simpr1 1195 | . . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷)) → (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) | 
| 4 |  | axsegcon 28942 | . . 3
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ∃𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉)) | 
| 5 | 1, 2, 3, 4 | syl3anc 1373 | . 2
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷)) → ∃𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉)) | 
| 6 |  | simpl23 1254 | . . . . . . 7
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ((𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉))) → 𝐶 ≠ 𝐷) | 
| 7 |  | simprl 771 | . . . . . . 7
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ((𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉))) → (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉)) | 
| 8 |  | simprr 773 | . . . . . . 7
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ((𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉))) → (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉)) | 
| 9 | 6, 7, 8 | 3jca 1129 | . . . . . 6
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) ∧ ((𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉))) → (𝐶 ≠ 𝐷 ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉))) | 
| 10 | 9 | ex 412 | . . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (((𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉)) → (𝐶 ≠ 𝐷 ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉)))) | 
| 11 |  | simp1 1137 | . . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑁 ∈ ℕ) | 
| 12 |  | simp22r 1294 | . . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) | 
| 13 |  | simp21l 1291 | . . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁)) | 
| 14 |  | simp21r 1292 | . . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) | 
| 15 |  | simp22l 1293 | . . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁)) | 
| 16 |  | simp3l 1202 | . . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁)) | 
| 17 |  | simp3r 1203 | . . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) → 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁)) | 
| 18 |  | segconeq 36011 | . . . . . 6
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐶 ≠ 𝐷 ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉)) → 𝑟 = 𝑠)) | 
| 19 | 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 | syl133anc 1395 | . . . . 5
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) → ((𝐶 ≠ 𝐷 ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉)) → 𝑟 = 𝑠)) | 
| 20 | 10, 19 | syld 47 | . . . 4
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (((𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉)) → 𝑟 = 𝑠)) | 
| 21 | 20 | 3expa 1119 | . . 3
⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷)) ∧ (𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁))) → (((𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉)) → 𝑟 = 𝑠)) | 
| 22 | 21 | ralrimivva 3202 | . 2
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷)) → ∀𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁)∀𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁)(((𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉)) → 𝑟 = 𝑠)) | 
| 23 |  | opeq2 4874 | . . . . 5
⊢ (𝑟 = 𝑠 → 〈𝐶, 𝑟〉 = 〈𝐶, 𝑠〉) | 
| 24 | 23 | breq2d 5155 | . . . 4
⊢ (𝑟 = 𝑠 → (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ↔ 𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉)) | 
| 25 |  | opeq2 4874 | . . . . 5
⊢ (𝑟 = 𝑠 → 〈𝐷, 𝑟〉 = 〈𝐷, 𝑠〉) | 
| 26 | 25 | breq1d 5153 | . . . 4
⊢ (𝑟 = 𝑠 → (〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉 ↔ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉)) | 
| 27 | 24, 26 | anbi12d 632 | . . 3
⊢ (𝑟 = 𝑠 → ((𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ↔ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉))) | 
| 28 | 27 | reu4 3737 | . 2
⊢
(∃!𝑟 ∈
(𝔼‘𝑁)(𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ↔ (∃𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ∧ ∀𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁)∀𝑠 ∈ (𝔼‘𝑁)(((𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉) ∧ (𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑠〉 ∧ 〈𝐷, 𝑠〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉)) → 𝑟 = 𝑠))) | 
| 29 | 5, 22, 28 | sylanbrc 583 | 1
⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ((𝐴 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐵 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ (𝐶 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝐷 ∈ (𝔼‘𝑁)) ∧ 𝐶 ≠ 𝐷)) → ∃!𝑟 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝐷 Btwn 〈𝐶, 𝑟〉 ∧ 〈𝐷, 𝑟〉Cgr〈𝐴, 𝐵〉)) |