Theorem tgbtwnconn3 28857

Description: Inner connectivity law for betweenness. Theorem 5.3 of [Schwabhauser] p. 41. (Contributed by Thierry Arnoux, 17-May-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
tgbtwnconn.p	⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
tgbtwnconn.i	⊢ 𝐼 = (Itv‘𝐺)
tgbtwnconn.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
tgbtwnconn.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑃)
tgbtwnconn.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑃)
tgbtwnconn.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑃)
tgbtwnconn.d	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑃)
tgbtwnconn3.1	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝐷))
tgbtwnconn3.2	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (𝐴𝐼𝐷))

Assertion

Ref	Expression
tgbtwnconn3	⊢ (𝜑 → (𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝐶) ∨ 𝐶 ∈ (𝐴𝐼𝐵)))

Proof of Theorem tgbtwnconn3

Dummy variable 𝑝 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		tgbtwnconn.p	. . . 4 ⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
2		eqid 2762	. . . 4 ⊢ (dist‘𝐺) = (dist‘𝐺)
3		tgbtwnconn.i	. . . 4 ⊢ 𝐼 = (Itv‘𝐺)
4		tgbtwnconn.g	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
5	4	adantr 485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → 𝐺 ∈ TarskiG)
6		tgbtwnconn.b	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑃)
7	6	adantr 485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → 𝐵 ∈ 𝑃)
8		tgbtwnconn.a	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑃)
9	8	adantr 485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → 𝐴 ∈ 𝑃)
10		tgbtwnconn.c	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑃)
11	10	adantr 485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → 𝐶 ∈ 𝑃)
12		simpr 489	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → (♯‘𝑃) = 1)
13	1, 2, 3, 5, 7, 9, 11, 12	tgldim0itv 28784	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → 𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝐶))
14	13	orcd 886	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → (𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝐶) ∨ 𝐶 ∈ (𝐴𝐼𝐵)))
15	4	ad3antrrr 742	. . . 4 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐺 ∈ TarskiG)
16		simplr 780	. . . 4 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝑝 ∈ 𝑃)
17	8	ad3antrrr 742	. . . 4 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐴 ∈ 𝑃)
18	6	ad3antrrr 742	. . . 4 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐵 ∈ 𝑃)
19	10	ad3antrrr 742	. . . 4 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐶 ∈ 𝑃)
20		simprr 784	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐴 ≠ 𝑝)
21	20	necomd 3012	. . . 4 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝑝 ≠ 𝐴)
22		tgbtwnconn.d	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑃)
23	22	ad3antrrr 742	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐷 ∈ 𝑃)
24		tgbtwnconn3.1	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝐷))
25	24	ad3antrrr 742	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝐷))
26		simprl 782	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝))
27	1, 2, 3, 15, 23, 17, 16, 26	tgbtwncom 28768	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐴 ∈ (𝑝𝐼𝐷))
28	1, 2, 3, 15, 18, 17, 16, 23, 25, 27	tgbtwnintr 28773	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑝))
29	1, 2, 3, 15, 18, 17, 16, 28	tgbtwncom 28768	. . . 4 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐴 ∈ (𝑝𝐼𝐵))
30		tgbtwnconn3.2	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (𝐴𝐼𝐷))
31	30	ad3antrrr 742	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐶 ∈ (𝐴𝐼𝐷))
32	1, 2, 3, 15, 17, 19, 23, 31	tgbtwncom 28768	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐶 ∈ (𝐷𝐼𝐴))
33	1, 2, 3, 15, 23, 19, 17, 16, 32, 26	tgbtwnexch3 28774	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐴 ∈ (𝐶𝐼𝑝))
34	1, 2, 3, 15, 19, 17, 16, 33	tgbtwncom 28768	. . . 4 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → 𝐴 ∈ (𝑝𝐼𝐶))
35	1, 3, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 29, 34	tgbtwnconn2 28856	. . 3 ⊢ ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝)) → (𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝐶) ∨ 𝐶 ∈ (𝐴𝐼𝐵)))
36	4	adantr 485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → 𝐺 ∈ TarskiG)
37	22	adantr 485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → 𝐷 ∈ 𝑃)
38	8	adantr 485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → 𝐴 ∈ 𝑃)
39		simpr 489	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → 2 ≤ (♯‘𝑃))
40	1, 2, 3, 36, 37, 38, 39	tgbtwndiff 28786	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ∃𝑝 ∈ 𝑃 (𝐴 ∈ (𝐷𝐼𝑝) ∧ 𝐴 ≠ 𝑝))
41	35, 40	r19.29a 3172	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝐶) ∨ 𝐶 ∈ (𝐴𝐼𝐵)))
42	1, 8	tgldimor 28782	. 2 ⊢ (𝜑 → ((♯‘𝑃) = 1 ∨ 2 ≤ (♯‘𝑃)))
43	14, 41, 42	mpjaodan 972	1 ⊢ (𝜑 → (𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝐶) ∨ 𝐶 ∈ (𝐴𝐼𝐵)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 400   ∨ wo 860   = wceq 1569   ∈ wcel 2142   ≠ wne 2957   class class class wbr 5108  ‘cfv 6536  (class class class)co 7412  1c1 11107   ≤ cle 11250  2c2 12301  ♯chash 14373  Basecbs 17275  distcds 17325  TarskiGcstrkg 28707  Itvcitv 28713

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5237  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5335  ax-pr 5403  ax-un 7734  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1103  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-nf 1813  df-sb 2096  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4595  df-uni 4872  df-int 4912  df-iun 4957  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5555  df-eprel 5560  df-po 5568  df-so 5569  df-fr 5613  df-we 5615  df-xp 5666  df-rel 5667  df-cnv 5668  df-co 5669  df-dm 5670  df-rn 5671  df-res 5672  df-ima 5673  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7861  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-frecs 8276  df-wrecs 8307  df-recs 8356  df-rdg 8395  df-1o 8451  df-oadd 8455  df-er 8692  df-pm 8825  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-dju 9894  df-card 9932  df-pnf 11251  df-mnf 11252  df-xr 11253  df-ltxr 11254  df-le 11255  df-sub 11449  df-neg 11450  df-nn 12240  df-2 12309  df-3 12310  df-n0 12511  df-xnn0 12584  df-z 12598  df-uz 12869  df-fz 13542  df-fzo 13690  df-hash 14374  df-word 14558  df-concat 14615  df-s1 14641  df-s2 14892  df-s3 14893  df-trkgc 28728  df-trkgb 28729  df-trkgcb 28730  df-trkg 28733  df-cgrg 28791

This theorem is used by:  tgbtwnconnln3  28858  hltr  28893  hlbtwn  28894  hlpasch  29049