Metamath Proof Explorer


Theorem angmgmaddeu4

Description: There exists a unique point s satisfying the conditions of angle addition. Case where both angles are zero angles. (Contributed by Thierry Arnoux, 23-Aug-2026)

Ref Expression
Hypotheses angmgmadd.p ⊢ P = Base G
angmgmadd.a ⊢ A = d ∈ P 0 ..^ 3 | d ⁡ 0 ≠ d ⁡ 1 ∧ d ⁡ 1 ≠ d ⁡ 2
angmgmadd.i ⊢ I = Itv ⁡ G
angmgmadd.d ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
angmgmadd.c ⊢ ∼ ˙ = ∼ 𝒢 ∠ ⁡ G
angmgmadd.l ⊢ L = Line 𝒢 ⁡ G
angmgmadd.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
angmgmaddov.u ⊢ φ → U ∈ P
angmgmaddov.v ⊢ φ → V ∈ P
angmgmaddov.w ⊢ φ → W ∈ P
angmgmaddov.x ⊢ φ → X ∈ P
angmgmaddov.y ⊢ φ → Y ∈ P
angmgmaddov.z ⊢ φ → Z ∈ P
angmgmaddeu.1 ⊢ φ → U ≠ V
angmgmaddeu.2 ⊢ φ → V ≠ W
angmgmaddeu.3 ⊢ φ → X ≠ Y
angmgmaddeu.4 ⊢ φ → Y ≠ Z
angmgmaddeu4.1 ⊢ φ → X hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y Z
angmgmaddeu4.2 ⊢ φ → U hl 𝒢 ⁡ G ⁡ V W
Assertion angmgmaddeu4 ⊢ φ → ∃! s ∈ P ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 angmgmadd.p ⊢ P = Base G
2 angmgmadd.a ⊢ A = d ∈ P 0 ..^ 3 | d ⁡ 0 ≠ d ⁡ 1 ∧ d ⁡ 1 ≠ d ⁡ 2
3 angmgmadd.i ⊢ I = Itv ⁡ G
4 angmgmadd.d ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
5 angmgmadd.c ⊢ ∼ ˙ = ∼ 𝒢 ∠ ⁡ G
6 angmgmadd.l ⊢ L = Line 𝒢 ⁡ G
7 angmgmadd.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
8 angmgmaddov.u ⊢ φ → U ∈ P
9 angmgmaddov.v ⊢ φ → V ∈ P
10 angmgmaddov.w ⊢ φ → W ∈ P
11 angmgmaddov.x ⊢ φ → X ∈ P
12 angmgmaddov.y ⊢ φ → Y ∈ P
13 angmgmaddov.z ⊢ φ → Z ∈ P
14 angmgmaddeu.1 ⊢ φ → U ≠ V
15 angmgmaddeu.2 ⊢ φ → V ≠ W
16 angmgmaddeu.3 ⊢ φ → X ≠ Y
17 angmgmaddeu.4 ⊢ φ → Y ≠ Z
18 angmgmaddeu4.1 ⊢ φ → X hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y Z
19 angmgmaddeu4.2 ⊢ φ → U hl 𝒢 ⁡ G ⁡ V W
20 eqid ⊢ Itv ⁡ G = Itv ⁡ G
21 eqid ⊢ hl 𝒢 ⁡ G = hl 𝒢 ⁡ G
22 14 necomd ⊢ φ → V ≠ U
23 1 20 21 12 9 8 7 11 4 16 22 hlcgreu ⊢ φ → ∃! s ∈ P s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U
24 7 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → G ∈ 𝒢 Tarski
25 13 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → Z ∈ P
26 11 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → X ∈ P
27 simpllr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → s ∈ P
28 12 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → Y ∈ P
29 1 3 21 11 13 12 7 18 hlcomd ⊢ φ → Z hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X
30 29 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → Z hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X
31 simplr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X
32 1 3 21 27 26 28 24 31 hlcomd ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → X hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y s
33 1 3 21 25 26 27 24 28 30 32 hltr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → Z hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y s
34 19 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → U hl 𝒢 ⁡ G ⁡ V W
35 9 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → V ∈ P
36 1 5 21 24 33 34 28 35 zerocgra ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩
37 simpr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → Y - ˙ s = V - ˙ U
38 36 37 jca ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U
39 38 anasss ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U
40 11 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → X ∈ P
41 simpllr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → s ∈ P
42 12 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → Y ∈ P
43 7 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → G ∈ 𝒢 Tarski
44 13 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → Z ∈ P
45 18 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → X hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y Z
46 8 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → U ∈ P
47 9 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → V ∈ P
48 10 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → W ∈ P
49 5 a1i ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → ∼ ˙ = ∼ 𝒢 ∠ ⁡ G
50 simplr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩
51 49 50 breqdi ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ 𝒢 ∠ ⁡ G ⟨“ UVW ”⟩
52 1 3 43 21 44 42 41 46 47 48 51 cgracom ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → ⟨“ UVW ”⟩ ∼ 𝒢 ∠ ⁡ G ⟨“ ZYs ”⟩
53 19 ad3antrrr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → U hl 𝒢 ⁡ G ⁡ V W
54 1 3 4 43 46 47 48 44 42 41 52 21 53 cgrahl ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → Z hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y s
55 1 3 21 40 44 41 43 42 45 54 hltr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → X hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y s
56 1 3 21 40 41 42 43 55 hlcomd ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X
57 simpr ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → Y - ˙ s = V - ˙ U
58 56 57 jca ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U
59 58 anasss ⊢ φ ∧ s ∈ P ∧ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U → s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U
60 39 59 impbida ⊢ φ ∧ s ∈ P → s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U ↔ ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U
61 60 reubidva ⊢ φ → ∃! s ∈ P s hl 𝒢 ⁡ G ⁡ Y X ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U ↔ ∃! s ∈ P ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U
62 23 61 mpbid ⊢ φ → ∃! s ∈ P ⟨“ ZYs ”⟩ ∼ ˙ ⟨“ UVW ”⟩ ∧ Y - ˙ s = V - ˙ U