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Theorem axtgupdim2 25370
Description: Upper dimension axiom for dimension 2, Axiom A9 of [Schwabhauser] p. 13. Three points  X,  Y and  Z equidistant to two given two points  U and  V must be colinear. (Contributed by Thierry Arnoux, 29-May-2019.) (Revised by Thierry Arnoux, 11-Jul-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
axtrkge.p  |-  P  =  ( Base `  G
)
axtrkge.d  |-  .-  =  ( dist `  G )
axtrkge.i  |-  I  =  (Itv `  G )
axtgupdim2.x  |-  ( ph  ->  X  e.  P )
axtgupdim2.y  |-  ( ph  ->  Y  e.  P )
axtgupdim2.z  |-  ( ph  ->  Z  e.  P )
axtgupdim2.u  |-  ( ph  ->  U  e.  P )
axtgupdim2.v  |-  ( ph  ->  V  e.  P )
axtgupdim2.0  |-  ( ph  ->  U  =/=  V )
axtgupdim2.1  |-  ( ph  ->  ( U  .-  X
)  =  ( V 
.-  X ) )
axtgupdim2.2  |-  ( ph  ->  ( U  .-  Y
)  =  ( V 
.-  Y ) )
axtgupdim2.3  |-  ( ph  ->  ( U  .-  Z
)  =  ( V 
.-  Z ) )
axtgupdim2.w  |-  ( ph  ->  G  e.  V )
axtgupdim2.g  |-  ( ph  ->  -.  GDimTarskiG 3 )
Assertion
Ref Expression
axtgupdim2  |-  ( ph  ->  ( Z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( Z I Y )  \/  Y  e.  ( X I Z ) ) )

Proof of Theorem axtgupdim2
Dummy variables  v  u  x  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 axtgupdim2.1 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( U  .-  X
)  =  ( V 
.-  X ) )
2 axtgupdim2.2 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( U  .-  Y
)  =  ( V 
.-  Y ) )
3 axtgupdim2.3 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( U  .-  Z
)  =  ( V 
.-  Z ) )
41, 2, 33jca 1242 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( U  .-  X )  =  ( V  .-  X )  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y )  /\  ( U  .-  Z )  =  ( V  .-  Z ) ) )
5 axtgupdim2.0 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  U  =/=  V )
6 axtgupdim2.g . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  -.  GDimTarskiG 3 )
7 axtgupdim2.w . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  G  e.  V )
8 axtrkge.p . . . . . . . . . . . . . 14  |-  P  =  ( Base `  G
)
9 axtrkge.d . . . . . . . . . . . . . 14  |-  .-  =  ( dist `  G )
10 axtrkge.i . . . . . . . . . . . . . 14  |-  I  =  (Itv `  G )
118, 9, 10istrkg3ld 25360 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( G  e.  V  ->  ( GDimTarskiG 3 
<->  E. u  e.  P  E. v  e.  P  ( u  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( u 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) ) )
127, 11syl 17 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( GDimTarskiG 3  <->  E. u  e.  P  E. v  e.  P  ( u  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( u 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) ) )
1312notbid 308 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  ( -.  GDimTarskiG 3  <->  -.  E. u  e.  P  E. v  e.  P  ( u  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( (
( u  .-  x
)  =  ( v 
.-  x )  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  (
u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) ) )
146, 13mpbid 222 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  -.  E. u  e.  P  E. v  e.  P  ( u  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( (
( u  .-  x
)  =  ( v 
.-  x )  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  (
u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) )
15 ralnex2 3045 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. u  e.  P  A. v  e.  P  -.  ( u  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( u 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) )  <->  -.  E. u  e.  P  E. v  e.  P  ( u  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( (
( u  .-  x
)  =  ( v 
.-  x )  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  (
u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) )
1614, 15sylibr 224 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  A. u  e.  P  A. v  e.  P  -.  ( u  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( u 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) )
17 axtgupdim2.u . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  U  e.  P )
18 axtgupdim2.v . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  V  e.  P )
19 neeq1 2856 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( u  =  U  ->  (
u  =/=  v  <->  U  =/=  v ) )
20 oveq1 6657 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( u  =  U  ->  (
u  .-  x )  =  ( U  .-  x ) )
2120eqeq1d 2624 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( u  =  U  ->  (
( u  .-  x
)  =  ( v 
.-  x )  <->  ( U  .-  x )  =  ( v  .-  x ) ) )
22 oveq1 6657 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( u  =  U  ->  (
u  .-  y )  =  ( U  .-  y ) )
2322eqeq1d 2624 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( u  =  U  ->  (
( u  .-  y
)  =  ( v 
.-  y )  <->  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y ) ) )
24 oveq1 6657 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( u  =  U  ->  (
u  .-  z )  =  ( U  .-  z ) )
2524eqeq1d 2624 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( u  =  U  ->  (
( u  .-  z
)  =  ( v 
.-  z )  <->  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z ) ) )
2621, 23, 253anbi123d 1399 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( u  =  U  ->  (
( ( u  .-  x )  =  ( v  .-  x )  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  <->  ( ( U 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z ) ) ) )
2726anbi1d 741 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( u  =  U  ->  (
( ( ( u 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) )  <->  ( ( ( U  .-  x )  =  ( v  .-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y
)  /\  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) )
2827rexbidv 3052 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( u  =  U  ->  ( E. z  e.  P  ( ( ( u 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) )  <->  E. z  e.  P  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) )
2928rexbidv 3052 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( u  =  U  ->  ( E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( u 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) )  <->  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) )
3029rexbidv 3052 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( u  =  U  ->  ( E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( u 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) )  <->  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) )
3119, 30anbi12d 747 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( u  =  U  ->  (
( u  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( u 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) )  <->  ( U  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( (
( U  .-  x
)  =  ( v 
.-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z
) )  /\  -.  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) ) )
3231notbid 308 . . . . . . . . . . 11  |-  ( u  =  U  ->  ( -.  ( u  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( u 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) )  <->  -.  ( U  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  (
( ( U  .-  x )  =  ( v  .-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) ) )
33 neeq2 2857 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( v  =  V  ->  ( U  =/=  v  <->  U  =/=  V ) )
34 oveq1 6657 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( v  =  V  ->  (
v  .-  x )  =  ( V  .-  x ) )
3534eqeq2d 2632 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( v  =  V  ->  (
( U  .-  x
)  =  ( v 
.-  x )  <->  ( U  .-  x )  =  ( V  .-  x ) ) )
36 oveq1 6657 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( v  =  V  ->  (
v  .-  y )  =  ( V  .-  y ) )
3736eqeq2d 2632 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( v  =  V  ->  (
( U  .-  y
)  =  ( v 
.-  y )  <->  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y ) ) )
38 oveq1 6657 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( v  =  V  ->  (
v  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )
3938eqeq2d 2632 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( v  =  V  ->  (
( U  .-  z
)  =  ( v 
.-  z )  <->  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) ) )
4035, 37, 393anbi123d 1399 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( v  =  V  ->  (
( ( U  .-  x )  =  ( v  .-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  <->  ( ( U 
.-  x )  =  ( V  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) ) ) )
4140anbi1d 741 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( v  =  V  ->  (
( ( ( U 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) )  <->  ( ( ( U  .-  x )  =  ( V  .-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y
)  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) )
4241rexbidv 3052 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( v  =  V  ->  ( E. z  e.  P  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) )  <->  E. z  e.  P  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( V  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) )
4342rexbidv 3052 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( v  =  V  ->  ( E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) )  <->  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( V  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) )
4443rexbidv 3052 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( v  =  V  ->  ( E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) )  <->  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( V  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) )
4533, 44anbi12d 747 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( v  =  V  ->  (
( U  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) )  <->  ( U  =/=  V  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( (
( U  .-  x
)  =  ( V 
.-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z
) )  /\  -.  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) ) )
4645notbid 308 . . . . . . . . . . 11  |-  ( v  =  V  ->  ( -.  ( U  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( v  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) )  <->  -.  ( U  =/=  V  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  (
( ( U  .-  x )  =  ( V  .-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) ) )
4732, 46rspc2v 3322 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( U  e.  P  /\  V  e.  P )  ->  ( A. u  e.  P  A. v  e.  P  -.  ( u  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  (
( ( u  .-  x )  =  ( v  .-  x )  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) )  ->  -.  ( U  =/=  V  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( V  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) ) )
4817, 18, 47syl2anc 693 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( A. u  e.  P  A. v  e.  P  -.  ( u  =/=  v  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  (
( ( u  .-  x )  =  ( v  .-  x )  /\  ( u  .-  y )  =  ( v  .-  y )  /\  ( u  .-  z )  =  ( v  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) )  ->  -.  ( U  =/=  V  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( V  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) ) )
4916, 48mpd 15 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  -.  ( U  =/= 
V  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( (
( U  .-  x
)  =  ( V 
.-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z
) )  /\  -.  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) )
50 imnan 438 . . . . . . . 8  |-  ( ( U  =/=  V  ->  -.  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( V  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) )  <->  -.  ( U  =/=  V  /\  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  (
( ( U  .-  x )  =  ( V  .-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) )
5149, 50sylibr 224 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( U  =/=  V  ->  -.  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( U  .-  x )  =  ( V  .-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y
)  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) ) )
525, 51mpd 15 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  -.  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( ( ( U  .-  x )  =  ( V  .-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y
)  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) )
53 ralnex3 3046 . . . . . 6  |-  ( A. x  e.  P  A. y  e.  P  A. z  e.  P  -.  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( V  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) )  <->  -.  E. x  e.  P  E. y  e.  P  E. z  e.  P  ( (
( U  .-  x
)  =  ( V 
.-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z
) )  /\  -.  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) )
5452, 53sylibr 224 . . . . 5  |-  ( ph  ->  A. x  e.  P  A. y  e.  P  A. z  e.  P  -.  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( V  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) ) )
55 axtgupdim2.x . . . . . 6  |-  ( ph  ->  X  e.  P )
56 axtgupdim2.y . . . . . 6  |-  ( ph  ->  Y  e.  P )
57 axtgupdim2.z . . . . . 6  |-  ( ph  ->  Z  e.  P )
58 oveq2 6658 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  X  ->  ( U  .-  x )  =  ( U  .-  X
) )
59 oveq2 6658 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  X  ->  ( V  .-  x )  =  ( V  .-  X
) )
6058, 59eqeq12d 2637 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  X  ->  (
( U  .-  x
)  =  ( V 
.-  x )  <->  ( U  .-  X )  =  ( V  .-  X ) ) )
61603anbi1d 1403 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  X  ->  (
( ( U  .-  x )  =  ( V  .-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  <->  ( ( U 
.-  X )  =  ( V  .-  X
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) ) ) )
62 oveq1 6657 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  X  ->  (
x I y )  =  ( X I y ) )
6362eleq2d 2687 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  X  ->  (
z  e.  ( x I y )  <->  z  e.  ( X I y ) ) )
64 eleq1 2689 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  X  ->  (
x  e.  ( z I y )  <->  X  e.  ( z I y ) ) )
65 oveq1 6657 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  X  ->  (
x I z )  =  ( X I z ) )
6665eleq2d 2687 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  X  ->  (
y  e.  ( x I z )  <->  y  e.  ( X I z ) ) )
6763, 64, 663orbi123d 1398 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  X  ->  (
( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) )  <->  ( z  e.  ( X I y )  \/  X  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( X I z ) ) ) )
6867notbid 308 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  X  ->  ( -.  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) )  <->  -.  ( z  e.  ( X I y )  \/  X  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( X I z ) ) ) )
6961, 68anbi12d 747 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  X  ->  (
( ( ( U 
.-  x )  =  ( V  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) )  <->  ( ( ( U  .-  X )  =  ( V  .-  X )  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y
)  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( X I y )  \/  X  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( X I z ) ) ) ) )
7069notbid 308 . . . . . . 7  |-  ( x  =  X  ->  ( -.  ( ( ( U 
.-  x )  =  ( V  .-  x
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) )  <->  -.  ( (
( U  .-  X
)  =  ( V 
.-  X )  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z
) )  /\  -.  ( z  e.  ( X I y )  \/  X  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( X I z ) ) ) ) )
71 oveq2 6658 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  Y  ->  ( U  .-  y )  =  ( U  .-  Y
) )
72 oveq2 6658 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  Y  ->  ( V  .-  y )  =  ( V  .-  Y
) )
7371, 72eqeq12d 2637 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  Y  ->  (
( U  .-  y
)  =  ( V 
.-  y )  <->  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y ) ) )
74733anbi2d 1404 . . . . . . . . 9  |-  ( y  =  Y  ->  (
( ( U  .-  X )  =  ( V  .-  X )  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  <->  ( ( U 
.-  X )  =  ( V  .-  X
)  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) ) ) )
75 oveq2 6658 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  =  Y  ->  ( X I y )  =  ( X I Y ) )
7675eleq2d 2687 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  Y  ->  (
z  e.  ( X I y )  <->  z  e.  ( X I Y ) ) )
77 oveq2 6658 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  =  Y  ->  (
z I y )  =  ( z I Y ) )
7877eleq2d 2687 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  Y  ->  ( X  e.  ( z
I y )  <->  X  e.  ( z I Y ) ) )
79 eleq1 2689 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  Y  ->  (
y  e.  ( X I z )  <->  Y  e.  ( X I z ) ) )
8076, 78, 793orbi123d 1398 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  Y  ->  (
( z  e.  ( X I y )  \/  X  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( X I z ) )  <->  ( z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( z I Y )  \/  Y  e.  ( X I z ) ) ) )
8180notbid 308 . . . . . . . . 9  |-  ( y  =  Y  ->  ( -.  ( z  e.  ( X I y )  \/  X  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( X I z ) )  <->  -.  ( z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( z I Y )  \/  Y  e.  ( X I z ) ) ) )
8274, 81anbi12d 747 . . . . . . . 8  |-  ( y  =  Y  ->  (
( ( ( U 
.-  X )  =  ( V  .-  X
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( X I y )  \/  X  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( X I z ) ) )  <->  ( ( ( U  .-  X )  =  ( V  .-  X )  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y
)  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( z I Y )  \/  Y  e.  ( X I z ) ) ) ) )
8382notbid 308 . . . . . . 7  |-  ( y  =  Y  ->  ( -.  ( ( ( U 
.-  X )  =  ( V  .-  X
)  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( X I y )  \/  X  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( X I z ) ) )  <->  -.  ( (
( U  .-  X
)  =  ( V 
.-  X )  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z
) )  /\  -.  ( z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( z I Y )  \/  Y  e.  ( X I z ) ) ) ) )
84 oveq2 6658 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  Z  ->  ( U  .-  z )  =  ( U  .-  Z
) )
85 oveq2 6658 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  Z  ->  ( V  .-  z )  =  ( V  .-  Z
) )
8684, 85eqeq12d 2637 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  Z  ->  (
( U  .-  z
)  =  ( V 
.-  z )  <->  ( U  .-  Z )  =  ( V  .-  Z ) ) )
87863anbi3d 1405 . . . . . . . . 9  |-  ( z  =  Z  ->  (
( ( U  .-  X )  =  ( V  .-  X )  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  <->  ( ( U 
.-  X )  =  ( V  .-  X
)  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y )  /\  ( U  .-  Z )  =  ( V  .-  Z ) ) ) )
88 eleq1 2689 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  Z  ->  (
z  e.  ( X I Y )  <->  Z  e.  ( X I Y ) ) )
89 oveq1 6657 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  =  Z  ->  (
z I Y )  =  ( Z I Y ) )
9089eleq2d 2687 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  Z  ->  ( X  e.  ( z
I Y )  <->  X  e.  ( Z I Y ) ) )
91 oveq2 6658 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  =  Z  ->  ( X I z )  =  ( X I Z ) )
9291eleq2d 2687 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  Z  ->  ( Y  e.  ( X I z )  <->  Y  e.  ( X I Z ) ) )
9388, 90, 923orbi123d 1398 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  Z  ->  (
( z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( z I Y )  \/  Y  e.  ( X I z ) )  <->  ( Z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( Z I Y )  \/  Y  e.  ( X I Z ) ) ) )
9493notbid 308 . . . . . . . . 9  |-  ( z  =  Z  ->  ( -.  ( z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( z I Y )  \/  Y  e.  ( X I z ) )  <->  -.  ( Z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( Z I Y )  \/  Y  e.  ( X I Z ) ) ) )
9587, 94anbi12d 747 . . . . . . . 8  |-  ( z  =  Z  ->  (
( ( ( U 
.-  X )  =  ( V  .-  X
)  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( z I Y )  \/  Y  e.  ( X I z ) ) )  <->  ( ( ( U  .-  X )  =  ( V  .-  X )  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y
)  /\  ( U  .-  Z )  =  ( V  .-  Z ) )  /\  -.  ( Z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( Z I Y )  \/  Y  e.  ( X I Z ) ) ) ) )
9695notbid 308 . . . . . . 7  |-  ( z  =  Z  ->  ( -.  ( ( ( U 
.-  X )  =  ( V  .-  X
)  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z ) )  /\  -.  (
z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( z I Y )  \/  Y  e.  ( X I z ) ) )  <->  -.  ( (
( U  .-  X
)  =  ( V 
.-  X )  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y )  /\  ( U  .-  Z )  =  ( V  .-  Z
) )  /\  -.  ( Z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( Z I Y )  \/  Y  e.  ( X I Z ) ) ) ) )
9770, 83, 96rspc3v 3325 . . . . . 6  |-  ( ( X  e.  P  /\  Y  e.  P  /\  Z  e.  P )  ->  ( A. x  e.  P  A. y  e.  P  A. z  e.  P  -.  ( ( ( U  .-  x
)  =  ( V 
.-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z
) )  /\  -.  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) )  ->  -.  ( ( ( U 
.-  X )  =  ( V  .-  X
)  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y )  /\  ( U  .-  Z )  =  ( V  .-  Z ) )  /\  -.  ( Z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( Z I Y )  \/  Y  e.  ( X I Z ) ) ) ) )
9855, 56, 57, 97syl3anc 1326 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( A. x  e.  P  A. y  e.  P  A. z  e.  P  -.  ( ( ( U  .-  x
)  =  ( V 
.-  x )  /\  ( U  .-  y )  =  ( V  .-  y )  /\  ( U  .-  z )  =  ( V  .-  z
) )  /\  -.  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) )  ->  -.  ( ( ( U 
.-  X )  =  ( V  .-  X
)  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y )  /\  ( U  .-  Z )  =  ( V  .-  Z ) )  /\  -.  ( Z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( Z I Y )  \/  Y  e.  ( X I Z ) ) ) ) )
9954, 98mpd 15 . . . 4  |-  ( ph  ->  -.  ( ( ( U  .-  X )  =  ( V  .-  X )  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y
)  /\  ( U  .-  Z )  =  ( V  .-  Z ) )  /\  -.  ( Z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( Z I Y )  \/  Y  e.  ( X I Z ) ) ) )
100 imnan 438 . . . 4  |-  ( ( ( ( U  .-  X )  =  ( V  .-  X )  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y )  /\  ( U  .-  Z )  =  ( V  .-  Z ) )  ->  -.  -.  ( Z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( Z I Y )  \/  Y  e.  ( X I Z ) ) )  <->  -.  (
( ( U  .-  X )  =  ( V  .-  X )  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y )  /\  ( U  .-  Z )  =  ( V  .-  Z ) )  /\  -.  ( Z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( Z I Y )  \/  Y  e.  ( X I Z ) ) ) )
10199, 100sylibr 224 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( ( U 
.-  X )  =  ( V  .-  X
)  /\  ( U  .-  Y )  =  ( V  .-  Y )  /\  ( U  .-  Z )  =  ( V  .-  Z ) )  ->  -.  -.  ( Z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( Z I Y )  \/  Y  e.  ( X I Z ) ) ) )
1024, 101mpd 15 . 2  |-  ( ph  ->  -.  -.  ( Z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( Z I Y )  \/  Y  e.  ( X I Z ) ) )
103102notnotrd 128 1  |-  ( ph  ->  ( Z  e.  ( X I Y )  \/  X  e.  ( Z I Y )  \/  Y  e.  ( X I Z ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 196    /\ wa 384    \/ w3o 1036    /\ w3a 1037    = wceq 1483    e. wcel 1990    =/= wne 2794   A.wral 2912   E.wrex 2913   class class class wbr 4653   ` cfv 5888  (class class class)co 6650   3c3 11071   Basecbs 15857   distcds 15950  DimTarskiGcstrkgld 25333  Itvcitv 25335
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-er 7742  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-trkgld 25351
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