Theorem tglowdim2l 28165

Description: Reformulation of the lower dimension axiom for dimension two. There exist three non-colinear points. Theorem 6.24 of [Schwabhauser] p. 46. (Contributed by Thierry Arnoux, 30-May-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
tglineintmo.p	⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
tglineintmo.i	⊢ 𝐼 = (Itv‘𝐺)
tglineintmo.l	⊢ 𝐿 = (LineG‘𝐺)
tglineintmo.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
tglowdim2l.1	⊢ (𝜑 → 𝐺DimTarskiG≥2)

Assertion

Ref	Expression
tglowdim2l	⊢ (𝜑 → ∃𝑎 ∈ 𝑃 ∃𝑏 ∈ 𝑃 ∃𝑐 ∈ 𝑃 ¬ (𝑐 ∈ (𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))

Distinct variable groups:   𝑎,𝑏,𝑐,𝐺   𝐼,𝑎,𝑏,𝑐   𝑃,𝑎,𝑏,𝑐   𝜑,𝑎,𝑏,𝑐

Allowed substitution hints:   𝐿(𝑎,𝑏,𝑐)

Proof of Theorem tglowdim2l

Step	Hyp	Ref	Expression
1		tglineintmo.p	. . 3 ⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
2		eqid 2731	. . 3 ⊢ (dist‘𝐺) = (dist‘𝐺)
3		tglineintmo.i	. . 3 ⊢ 𝐼 = (Itv‘𝐺)
4		tglineintmo.g	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
5		tglowdim2l.1	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐺DimTarskiG≥2)
6	1, 2, 3, 4, 5	axtglowdim2 27985	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑎 ∈ 𝑃 ∃𝑏 ∈ 𝑃 ∃𝑐 ∈ 𝑃 ¬ (𝑐 ∈ (𝑎𝐼𝑏) ∨ 𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑎𝐼𝑐)))
7		tglineintmo.l	. . . . . . 7 ⊢ 𝐿 = (LineG‘𝐺)
8	4	ad3antrrr 727	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) ∧ 𝑏 ∈ 𝑃) ∧ 𝑐 ∈ 𝑃) → 𝐺 ∈ TarskiG)
9		simpllr 773	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) ∧ 𝑏 ∈ 𝑃) ∧ 𝑐 ∈ 𝑃) → 𝑎 ∈ 𝑃)
10		simplr 766	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) ∧ 𝑏 ∈ 𝑃) ∧ 𝑐 ∈ 𝑃) → 𝑏 ∈ 𝑃)
11		simpr 484	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) ∧ 𝑏 ∈ 𝑃) ∧ 𝑐 ∈ 𝑃) → 𝑐 ∈ 𝑃)
12	1, 7, 3, 8, 9, 10, 11	tgcolg 28069	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) ∧ 𝑏 ∈ 𝑃) ∧ 𝑐 ∈ 𝑃) → ((𝑐 ∈ (𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏) ↔ (𝑐 ∈ (𝑎𝐼𝑏) ∨ 𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑎𝐼𝑐))))
13	12	notbid 317	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) ∧ 𝑏 ∈ 𝑃) ∧ 𝑐 ∈ 𝑃) → (¬ (𝑐 ∈ (𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏) ↔ ¬ (𝑐 ∈ (𝑎𝐼𝑏) ∨ 𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑎𝐼𝑐))))
14	13	rexbidva 3175	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) ∧ 𝑏 ∈ 𝑃) → (∃𝑐 ∈ 𝑃 ¬ (𝑐 ∈ (𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏) ↔ ∃𝑐 ∈ 𝑃 ¬ (𝑐 ∈ (𝑎𝐼𝑏) ∨ 𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑎𝐼𝑐))))
15	14	rexbidva 3175	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → (∃𝑏 ∈ 𝑃 ∃𝑐 ∈ 𝑃 ¬ (𝑐 ∈ (𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏) ↔ ∃𝑏 ∈ 𝑃 ∃𝑐 ∈ 𝑃 ¬ (𝑐 ∈ (𝑎𝐼𝑏) ∨ 𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑎𝐼𝑐))))
16	15	rexbidva 3175	. 2 ⊢ (𝜑 → (∃𝑎 ∈ 𝑃 ∃𝑏 ∈ 𝑃 ∃𝑐 ∈ 𝑃 ¬ (𝑐 ∈ (𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏) ↔ ∃𝑎 ∈ 𝑃 ∃𝑏 ∈ 𝑃 ∃𝑐 ∈ 𝑃 ¬ (𝑐 ∈ (𝑎𝐼𝑏) ∨ 𝑎 ∈ (𝑐𝐼𝑏) ∨ 𝑏 ∈ (𝑎𝐼𝑐))))
17	6, 16	mpbird 256	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑎 ∈ 𝑃 ∃𝑏 ∈ 𝑃 ∃𝑐 ∈ 𝑃 ¬ (𝑐 ∈ (𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   ∨ wo 844   ∨ w3o 1085   = wceq 1540   ∈ wcel 2105  ∃wrex 3069   class class class wbr 5149  ‘cfv 6544  (class class class)co 7412  2c2 12272  Basecbs 17149  distcds 17211  TarskiGcstrkg 27942  Dim_TarskiG≥cstrkgld 27946  Itvcitv 27948  LineGclng 27949

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7728  ax-cnex 11169  ax-resscn 11170  ax-1cn 11171  ax-icn 11172  ax-addcl 11173  ax-addrcl 11174  ax-mulcl 11175  ax-mulrcl 11176  ax-mulcom 11177  ax-addass 11178  ax-mulass 11179  ax-distr 11180  ax-i2m1 11181  ax-1ne0 11182  ax-1rid 11183  ax-rnegex 11184  ax-rrecex 11185  ax-cnre 11186  ax-pre-lttri 11187  ax-pre-lttrn 11188  ax-pre-ltadd 11189  ax-pre-mulgt0 11190

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7859  df-1st 7978  df-2nd 7979  df-frecs 8269  df-wrecs 8300  df-recs 8374  df-rdg 8413  df-er 8706  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11451  df-neg 11452  df-nn 12218  df-2 12280  df-n0 12478  df-z 12564  df-uz 12828  df-fz 13490  df-fzo 13633  df-trkgc 27963  df-trkgcb 27965  df-trkgld 27967  df-trkg 27968

This theorem is referenced by:  tglowdim2ln  28166