Step |
Hyp |
Ref |
Expression |
1 |
|
istrkg.p |
|- P = ( Base ` G ) |
2 |
|
istrkg.d |
|- .- = ( dist ` G ) |
3 |
|
istrkg.i |
|- I = ( Itv ` G ) |
4 |
|
3z |
|- 3 e. ZZ |
5 |
|
2re |
|- 2 e. RR |
6 |
|
3re |
|- 3 e. RR |
7 |
|
2lt3 |
|- 2 < 3 |
8 |
5 6 7
|
ltleii |
|- 2 <_ 3 |
9 |
|
2z |
|- 2 e. ZZ |
10 |
9
|
eluz1i |
|- ( 3 e. ( ZZ>= ` 2 ) <-> ( 3 e. ZZ /\ 2 <_ 3 ) ) |
11 |
4 8 10
|
mpbir2an |
|- 3 e. ( ZZ>= ` 2 ) |
12 |
1 2 3
|
istrkgld |
|- ( ( G e. V /\ 3 e. ( ZZ>= ` 2 ) ) -> ( G TarskiGDim>= 3 <-> E. f ( f : ( 1 ..^ 3 ) -1-1-> P /\ E. x e. P E. y e. P E. z e. P ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) ) ) ) |
13 |
11 12
|
mpan2 |
|- ( G e. V -> ( G TarskiGDim>= 3 <-> E. f ( f : ( 1 ..^ 3 ) -1-1-> P /\ E. x e. P E. y e. P E. z e. P ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) ) ) ) |
14 |
|
fzo13pr |
|- ( 1 ..^ 3 ) = { 1 , 2 } |
15 |
|
f1eq2 |
|- ( ( 1 ..^ 3 ) = { 1 , 2 } -> ( f : ( 1 ..^ 3 ) -1-1-> P <-> f : { 1 , 2 } -1-1-> P ) ) |
16 |
14 15
|
ax-mp |
|- ( f : ( 1 ..^ 3 ) -1-1-> P <-> f : { 1 , 2 } -1-1-> P ) |
17 |
16
|
anbi1i |
|- ( ( f : ( 1 ..^ 3 ) -1-1-> P /\ E. x e. P E. y e. P E. z e. P ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) ) <-> ( f : { 1 , 2 } -1-1-> P /\ E. x e. P E. y e. P E. z e. P ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) ) ) |
18 |
17
|
exbii |
|- ( E. f ( f : ( 1 ..^ 3 ) -1-1-> P /\ E. x e. P E. y e. P E. z e. P ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) ) <-> E. f ( f : { 1 , 2 } -1-1-> P /\ E. x e. P E. y e. P E. z e. P ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) ) ) |
19 |
18
|
a1i |
|- ( G e. V -> ( E. f ( f : ( 1 ..^ 3 ) -1-1-> P /\ E. x e. P E. y e. P E. z e. P ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) ) <-> E. f ( f : { 1 , 2 } -1-1-> P /\ E. x e. P E. y e. P E. z e. P ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) ) ) ) |
20 |
|
1z |
|- 1 e. ZZ |
21 |
|
1ne2 |
|- 1 =/= 2 |
22 |
|
oveq1 |
|- ( u = ( f ` 1 ) -> ( u .- x ) = ( ( f ` 1 ) .- x ) ) |
23 |
22
|
eqeq1d |
|- ( u = ( f ` 1 ) -> ( ( u .- x ) = ( v .- x ) <-> ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( v .- x ) ) ) |
24 |
|
oveq1 |
|- ( u = ( f ` 1 ) -> ( u .- y ) = ( ( f ` 1 ) .- y ) ) |
25 |
24
|
eqeq1d |
|- ( u = ( f ` 1 ) -> ( ( u .- y ) = ( v .- y ) <-> ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( v .- y ) ) ) |
26 |
|
oveq1 |
|- ( u = ( f ` 1 ) -> ( u .- z ) = ( ( f ` 1 ) .- z ) ) |
27 |
26
|
eqeq1d |
|- ( u = ( f ` 1 ) -> ( ( u .- z ) = ( v .- z ) <-> ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( v .- z ) ) ) |
28 |
23 25 27
|
3anbi123d |
|- ( u = ( f ` 1 ) -> ( ( ( u .- x ) = ( v .- x ) /\ ( u .- y ) = ( v .- y ) /\ ( u .- z ) = ( v .- z ) ) <-> ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( v .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( v .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( v .- z ) ) ) ) |
29 |
28
|
anbi1d |
|- ( u = ( f ` 1 ) -> ( ( ( ( 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 ) ) ) <-> ( ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( v .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( v .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( v .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) ) ) |
30 |
29
|
rexbidv |
|- ( u = ( f ` 1 ) -> ( 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 ( ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( v .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( v .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( v .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) ) ) |
31 |
30
|
2rexbidv |
|- ( u = ( f ` 1 ) -> ( 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 ( ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( v .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( v .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( v .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) ) ) |
32 |
|
oveq1 |
|- ( v = ( f ` 2 ) -> ( v .- x ) = ( ( f ` 2 ) .- x ) ) |
33 |
32
|
eqeq2d |
|- ( v = ( f ` 2 ) -> ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( v .- x ) <-> ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` 2 ) .- x ) ) ) |
34 |
|
oveq1 |
|- ( v = ( f ` 2 ) -> ( v .- y ) = ( ( f ` 2 ) .- y ) ) |
35 |
34
|
eqeq2d |
|- ( v = ( f ` 2 ) -> ( ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( v .- y ) <-> ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` 2 ) .- y ) ) ) |
36 |
|
oveq1 |
|- ( v = ( f ` 2 ) -> ( v .- z ) = ( ( f ` 2 ) .- z ) ) |
37 |
36
|
eqeq2d |
|- ( v = ( f ` 2 ) -> ( ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( v .- z ) <-> ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` 2 ) .- z ) ) ) |
38 |
33 35 37
|
3anbi123d |
|- ( v = ( f ` 2 ) -> ( ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( v .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( v .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( v .- z ) ) <-> ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` 2 ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` 2 ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` 2 ) .- z ) ) ) ) |
39 |
|
2p1e3 |
|- ( 2 + 1 ) = 3 |
40 |
39
|
oveq2i |
|- ( 2 ..^ ( 2 + 1 ) ) = ( 2 ..^ 3 ) |
41 |
|
fzosn |
|- ( 2 e. ZZ -> ( 2 ..^ ( 2 + 1 ) ) = { 2 } ) |
42 |
9 41
|
ax-mp |
|- ( 2 ..^ ( 2 + 1 ) ) = { 2 } |
43 |
40 42
|
eqtr3i |
|- ( 2 ..^ 3 ) = { 2 } |
44 |
43
|
raleqi |
|- ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) <-> A. j e. { 2 } ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) ) |
45 |
|
fveq2 |
|- ( j = 2 -> ( f ` j ) = ( f ` 2 ) ) |
46 |
45
|
oveq1d |
|- ( j = 2 -> ( ( f ` j ) .- x ) = ( ( f ` 2 ) .- x ) ) |
47 |
46
|
eqeq2d |
|- ( j = 2 -> ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) <-> ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` 2 ) .- x ) ) ) |
48 |
45
|
oveq1d |
|- ( j = 2 -> ( ( f ` j ) .- y ) = ( ( f ` 2 ) .- y ) ) |
49 |
48
|
eqeq2d |
|- ( j = 2 -> ( ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) <-> ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` 2 ) .- y ) ) ) |
50 |
45
|
oveq1d |
|- ( j = 2 -> ( ( f ` j ) .- z ) = ( ( f ` 2 ) .- z ) ) |
51 |
50
|
eqeq2d |
|- ( j = 2 -> ( ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) <-> ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` 2 ) .- z ) ) ) |
52 |
47 49 51
|
3anbi123d |
|- ( j = 2 -> ( ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) <-> ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` 2 ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` 2 ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` 2 ) .- z ) ) ) ) |
53 |
52
|
ralsng |
|- ( 2 e. ZZ -> ( A. j e. { 2 } ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) <-> ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` 2 ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` 2 ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` 2 ) .- z ) ) ) ) |
54 |
9 53
|
ax-mp |
|- ( A. j e. { 2 } ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) <-> ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` 2 ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` 2 ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` 2 ) .- z ) ) ) |
55 |
44 54
|
bitri |
|- ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) <-> ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` 2 ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` 2 ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` 2 ) .- z ) ) ) |
56 |
38 55
|
bitr4di |
|- ( v = ( f ` 2 ) -> ( ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( v .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( v .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( v .- z ) ) <-> A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) ) ) |
57 |
56
|
anbi1d |
|- ( v = ( f ` 2 ) -> ( ( ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( v .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( v .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( v .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) <-> ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) ) ) |
58 |
57
|
rexbidv |
|- ( v = ( f ` 2 ) -> ( E. z e. P ( ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( v .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( v .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( v .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) <-> E. z e. P ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) ) ) |
59 |
58
|
2rexbidv |
|- ( v = ( f ` 2 ) -> ( E. x e. P E. y e. P E. z e. P ( ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( v .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( v .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- 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 ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- z ) ) /\ -. ( z e. ( x I y ) \/ x e. ( z I y ) \/ y e. ( x I z ) ) ) ) ) |
60 |
31 59
|
f1prex |
|- ( ( 1 e. ZZ /\ 2 e. ZZ /\ 1 =/= 2 ) -> ( E. f ( f : { 1 , 2 } -1-1-> P /\ E. x e. P E. y e. P E. z e. P ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- 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 ) ) ) ) ) ) |
61 |
20 9 21 60
|
mp3an |
|- ( E. f ( f : { 1 , 2 } -1-1-> P /\ E. x e. P E. y e. P E. z e. P ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- 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 ) ) ) ) ) |
62 |
61
|
a1i |
|- ( G e. V -> ( E. f ( f : { 1 , 2 } -1-1-> P /\ E. x e. P E. y e. P E. z e. P ( A. j e. ( 2 ..^ 3 ) ( ( ( f ` 1 ) .- x ) = ( ( f ` j ) .- x ) /\ ( ( f ` 1 ) .- y ) = ( ( f ` j ) .- y ) /\ ( ( f ` 1 ) .- z ) = ( ( f ` j ) .- 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 ) ) ) ) ) ) |
63 |
13 19 62
|
3bitrd |
|- ( G e. V -> ( G TarskiGDim>= 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 ) ) ) ) ) ) |