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Theorem tgisline 25522
Description: The property of being a proper line, generated by two distinct points. (Contributed by Thierry Arnoux, 25-May-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
tglineelsb2.p  |-  B  =  ( Base `  G
)
tglineelsb2.i  |-  I  =  (Itv `  G )
tglineelsb2.l  |-  L  =  (LineG `  G )
tglineelsb2.g  |-  ( ph  ->  G  e. TarskiG )
tgisline.1  |-  ( ph  ->  A  e.  ran  L
)
Assertion
Ref Expression
tgisline  |-  ( ph  ->  E. x  e.  B  E. y  e.  B  ( A  =  (
x L y )  /\  x  =/=  y
) )
Distinct variable groups:    x, A, y    x, B, y    x, G, y    x, I, y    ph, x, y
Allowed substitution hints:    L( x, y)

Proof of Theorem tgisline
Dummy variable  z is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 tglineelsb2.p . . . . . 6  |-  B  =  ( Base `  G
)
2 tglineelsb2.l . . . . . 6  |-  L  =  (LineG `  G )
3 tglineelsb2.i . . . . . 6  |-  I  =  (Itv `  G )
4 tglineelsb2.g . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  G  e. TarskiG )
54adantr 481 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  ( B  \  {
x } ) ) )  ->  G  e. TarskiG )
6 simprl 794 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  ( B  \  {
x } ) ) )  ->  x  e.  B )
7 simprr 796 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  ( B  \  {
x } ) ) )  ->  y  e.  ( B  \  { x } ) )
87eldifad 3586 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  ( B  \  {
x } ) ) )  ->  y  e.  B )
9 eldifsn 4317 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  ( B  \  { x } )  <-> 
( y  e.  B  /\  y  =/=  x
) )
107, 9sylib 208 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  ( B  \  {
x } ) ) )  ->  ( y  e.  B  /\  y  =/=  x ) )
1110simprd 479 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  ( B  \  {
x } ) ) )  ->  y  =/=  x )
1211necomd 2849 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  ( B  \  {
x } ) ) )  ->  x  =/=  y )
131, 2, 3, 5, 6, 8, 12tglngval 25446 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  ( B  \  {
x } ) ) )  ->  ( x L y )  =  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )
1413, 12jca 554 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  ( B  \  {
x } ) ) )  ->  ( (
x L y )  =  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) }  /\  x  =/=  y ) )
1514ralrimivva 2971 . . 3  |-  ( ph  ->  A. x  e.  B  A. y  e.  ( B  \  { x }
) ( ( x L y )  =  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) }  /\  x  =/=  y ) )
16 tgisline.1 . . . . 5  |-  ( ph  ->  A  e.  ran  L
)
171, 2, 3tglng 25441 . . . . . . 7  |-  ( G  e. TarskiG  ->  L  =  ( x  e.  B , 
y  e.  ( B 
\  { x }
)  |->  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } ) )
184, 17syl 17 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  L  =  ( x  e.  B ,  y  e.  ( B  \  { x } ) 
|->  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } ) )
1918rneqd 5353 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ran  L  =  ran  ( x  e.  B ,  y  e.  ( B  \  { x }
)  |->  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } ) )
2016, 19eleqtrd 2703 . . . 4  |-  ( ph  ->  A  e.  ran  (
x  e.  B , 
y  e.  ( B 
\  { x }
)  |->  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } ) )
21 eqid 2622 . . . . . 6  |-  ( x  e.  B ,  y  e.  ( B  \  { x } ) 
|->  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )  =  ( x  e.  B ,  y  e.  ( B  \  {
x } )  |->  { z  e.  B  | 
( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )
2221elrnmpt2g 6772 . . . . 5  |-  ( A  e.  ran  L  -> 
( A  e.  ran  ( x  e.  B ,  y  e.  ( B  \  { x }
)  |->  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )  <->  E. x  e.  B  E. y  e.  ( B  \  { x }
) A  =  {
z  e.  B  | 
( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } ) )
2316, 22syl 17 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( A  e.  ran  ( x  e.  B ,  y  e.  ( B  \  { x }
)  |->  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )  <->  E. x  e.  B  E. y  e.  ( B  \  { x }
) A  =  {
z  e.  B  | 
( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } ) )
2420, 23mpbid 222 . . 3  |-  ( ph  ->  E. x  e.  B  E. y  e.  ( B  \  { x }
) A  =  {
z  e.  B  | 
( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )
2515, 24r19.29d2r 3080 . 2  |-  ( ph  ->  E. x  e.  B  E. y  e.  ( B  \  { x }
) ( ( ( x L y )  =  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) }  /\  x  =/=  y )  /\  A  =  { z  e.  B  |  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } ) )
26 difss 3737 . . . 4  |-  ( B 
\  { x }
)  C_  B
27 simpr 477 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( x L y )  =  {
z  e.  B  | 
( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) }  /\  x  =/=  y )  /\  A  =  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )  ->  A  =  {
z  e.  B  | 
( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )
28 simpll 790 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( x L y )  =  {
z  e.  B  | 
( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) }  /\  x  =/=  y )  /\  A  =  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )  ->  ( x L y )  =  {
z  e.  B  | 
( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )
2927, 28eqtr4d 2659 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( x L y )  =  {
z  e.  B  | 
( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) }  /\  x  =/=  y )  /\  A  =  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )  ->  A  =  ( x L y ) )
30 simplr 792 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( x L y )  =  {
z  e.  B  | 
( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) }  /\  x  =/=  y )  /\  A  =  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )  ->  x  =/=  y
)
3129, 30jca 554 . . . . 5  |-  ( ( ( ( x L y )  =  {
z  e.  B  | 
( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) }  /\  x  =/=  y )  /\  A  =  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )  ->  ( A  =  ( x L y )  /\  x  =/=  y ) )
3231reximi 3011 . . . 4  |-  ( E. y  e.  ( B 
\  { x }
) ( ( ( x L y )  =  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) }  /\  x  =/=  y )  /\  A  =  { z  e.  B  |  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )  ->  E. y  e.  ( B  \  {
x } ) ( A  =  ( x L y )  /\  x  =/=  y ) )
33 ssrexv 3667 . . . 4  |-  ( ( B  \  { x } )  C_  B  ->  ( E. y  e.  ( B  \  {
x } ) ( A  =  ( x L y )  /\  x  =/=  y )  ->  E. y  e.  B  ( A  =  (
x L y )  /\  x  =/=  y
) ) )
3426, 32, 33mpsyl 68 . . 3  |-  ( E. y  e.  ( B 
\  { x }
) ( ( ( x L y )  =  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) }  /\  x  =/=  y )  /\  A  =  { z  e.  B  |  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )  ->  E. y  e.  B  ( A  =  ( x L y )  /\  x  =/=  y ) )
3534reximi 3011 . 2  |-  ( E. x  e.  B  E. y  e.  ( B  \  { x } ) ( ( ( x L y )  =  { z  e.  B  |  ( z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) }  /\  x  =/=  y )  /\  A  =  { z  e.  B  |  (
z  e.  ( x I y )  \/  x  e.  ( z I y )  \/  y  e.  ( x I z ) ) } )  ->  E. x  e.  B  E. y  e.  B  ( A  =  ( x L y )  /\  x  =/=  y ) )
3625, 35syl 17 1  |-  ( ph  ->  E. x  e.  B  E. y  e.  B  ( A  =  (
x L y )  /\  x  =/=  y
) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 196    /\ wa 384    \/ w3o 1036    = wceq 1483    e. wcel 1990    =/= wne 2794   E.wrex 2913   {crab 2916    \ cdif 3571    C_ wss 3574   {csn 4177   ran crn 5115   ` cfv 5888  (class class class)co 6650    |-> cmpt2 6652   Basecbs 15857  TarskiGcstrkg 25329  Itvcitv 25335  LineGclng 25336
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-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pr 4906
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-ral 2917  df-rex 2918  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-nul 3916  df-if 4087  df-sn 4178  df-pr 4180  df-op 4184  df-uni 4437  df-br 4654  df-opab 4713  df-id 5024  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fv 5896  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-trkg 25352
This theorem is referenced by:  tglnne  25523  tglndim0  25524  tglinethru  25531  tglnne0  25535  tglnpt2  25536  footex  25613  opptgdim2  25637
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