Metamath Proof Explorer


Theorem angmndaddov2

Description: Value of the addition operation in the angle addition monoid, in case the first angle is zero or flat. (Contributed by Thierry Arnoux, 23-Aug-2026)

Ref Expression
Hypotheses angmndadd.p P = Base G
angmndadd.a A = d P 0 ..^ 3 | d 0 d 1 d 1 d 2
angmndadd.i I = Itv G
angmndadd.d - ˙ = dist G
angmndadd.c ˙ = 𝒢 G
angmndadd.l L = Line 𝒢 G
angmndadd.g φ G 𝒢 Tarski
angmndaddov.u φ U P
angmndaddov.v φ V P
angmndaddov.w φ W P
angmndaddov.x φ X P
angmndaddov.y φ Y P
angmndaddov.z φ Z P
angmndaddeu.1 φ U V
angmndaddeu.2 φ V W
angmndaddeu.3 φ X Y
angmndaddeu.4 φ Y Z
angmndaddov.o + ˙ = e A , f A if e 0 e 1 L e 2 ⟨“ f 0 f 1 ι s P | ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 ”⟩ ⟨“ e 0 e 1 ι s P | ⟨“ e 2 e 1 s ”⟩ ˙ f e 1 - ˙ s = f 1 - ˙ f 0 e 1 L e 2 s I e 0 ”⟩
angmndaddov2.x φ X Y L Z
angmndaddov2.s φ S P
angmndaddov2.1 φ ⟨“ WVS ”⟩ ˙ ⟨“ XYZ ”⟩
angmndaddov2.2 φ V - ˙ S = Y - ˙ X
Assertion angmndaddov2 φ ⟨“ XYZ ”⟩ + ˙ ⟨“ UVW ”⟩ = ⟨“ UVS ”⟩

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 angmndadd.p P = Base G
2 angmndadd.a A = d P 0 ..^ 3 | d 0 d 1 d 1 d 2
3 angmndadd.i I = Itv G
4 angmndadd.d - ˙ = dist G
5 angmndadd.c ˙ = 𝒢 G
6 angmndadd.l L = Line 𝒢 G
7 angmndadd.g φ G 𝒢 Tarski
8 angmndaddov.u φ U P
9 angmndaddov.v φ V P
10 angmndaddov.w φ W P
11 angmndaddov.x φ X P
12 angmndaddov.y φ Y P
13 angmndaddov.z φ Z P
14 angmndaddeu.1 φ U V
15 angmndaddeu.2 φ V W
16 angmndaddeu.3 φ X Y
17 angmndaddeu.4 φ Y Z
18 angmndaddov.o + ˙ = e A , f A if e 0 e 1 L e 2 ⟨“ f 0 f 1 ι s P | ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 ”⟩ ⟨“ e 0 e 1 ι s P | ⟨“ e 2 e 1 s ”⟩ ˙ f e 1 - ˙ s = f 1 - ˙ f 0 e 1 L e 2 s I e 0 ”⟩
19 angmndaddov2.x φ X Y L Z
20 angmndaddov2.s φ S P
21 angmndaddov2.1 φ ⟨“ WVS ”⟩ ˙ ⟨“ XYZ ”⟩
22 angmndaddov2.2 φ V - ˙ S = Y - ˙ X
23 18 a1i φ + ˙ = e A , f A if e 0 e 1 L e 2 ⟨“ f 0 f 1 ι s P | ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 ”⟩ ⟨“ e 0 e 1 ι s P | ⟨“ e 2 e 1 s ”⟩ ˙ f e 1 - ˙ s = f 1 - ˙ f 0 e 1 L e 2 s I e 0 ”⟩
24 19 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ X Y L Z
25 simplr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ e = ⟨“ XYZ ”⟩
26 25 fveq1d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ e 0 = ⟨“ XYZ ”⟩ 0
27 s3fv0 X P ⟨“ XYZ ”⟩ 0 = X
28 11 27 syl φ ⟨“ XYZ ”⟩ 0 = X
29 28 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ⟨“ XYZ ”⟩ 0 = X
30 26 29 eqtrd φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ e 0 = X
31 25 fveq1d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ e 1 = ⟨“ XYZ ”⟩ 1
32 s3fv1 Y P ⟨“ XYZ ”⟩ 1 = Y
33 12 32 syl φ ⟨“ XYZ ”⟩ 1 = Y
34 33 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ⟨“ XYZ ”⟩ 1 = Y
35 31 34 eqtrd φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ e 1 = Y
36 25 fveq1d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ e 2 = ⟨“ XYZ ”⟩ 2
37 s3fv2 Z P ⟨“ XYZ ”⟩ 2 = Z
38 13 37 syl φ ⟨“ XYZ ”⟩ 2 = Z
39 38 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ⟨“ XYZ ”⟩ 2 = Z
40 36 39 eqtrd φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ e 2 = Z
41 35 40 oveq12d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ e 1 L e 2 = Y L Z
42 24 30 41 3eltr4d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ e 0 e 1 L e 2
43 42 iftrued φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ if e 0 e 1 L e 2 ⟨“ f 0 f 1 ι s P | ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 ”⟩ ⟨“ e 0 e 1 ι s P | ⟨“ e 2 e 1 s ”⟩ ˙ f e 1 - ˙ s = f 1 - ˙ f 0 e 1 L e 2 s I e 0 ”⟩ = ⟨“ f 0 f 1 ι s P | ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 ”⟩
44 simpr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩
45 44 fveq1d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ f 0 = ⟨“ UVW ”⟩ 0
46 s3fv0 U P ⟨“ UVW ”⟩ 0 = U
47 8 46 syl φ ⟨“ UVW ”⟩ 0 = U
48 47 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ⟨“ UVW ”⟩ 0 = U
49 45 48 eqtrd φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ f 0 = U
50 44 fveq1d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ f 1 = ⟨“ UVW ”⟩ 1
51 s3fv1 V P ⟨“ UVW ”⟩ 1 = V
52 9 51 syl φ ⟨“ UVW ”⟩ 1 = V
53 52 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ⟨“ UVW ”⟩ 1 = V
54 50 53 eqtrd φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ f 1 = V
55 20 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ S P
56 7 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ G 𝒢 Tarski
57 10 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ W P
58 9 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ V P
59 11 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ X P
60 12 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ Y P
61 13 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ Z P
62 15 necomd φ W V
63 62 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ W V
64 15 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ V W
65 16 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ X Y
66 17 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ Y Z
67 1 2 3 4 5 6 56 57 58 57 59 60 61 63 64 65 66 24 angmndaddov2lem φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ∃! s P ⟨“ WVs ”⟩ ˙ ⟨“ XYZ ”⟩ V - ˙ s = Y - ˙ X
68 44 fveq1d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ f 2 = ⟨“ UVW ”⟩ 2
69 s3fv2 W P ⟨“ UVW ”⟩ 2 = W
70 10 69 syl φ ⟨“ UVW ”⟩ 2 = W
71 70 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ⟨“ UVW ”⟩ 2 = W
72 68 71 eqtrd φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ f 2 = W
73 eqidd φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ s = s
74 72 54 73 s3eqd φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ = ⟨“ WVs ”⟩
75 74 25 breq12d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e ⟨“ WVs ”⟩ ˙ ⟨“ XYZ ”⟩
76 54 oveq1d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ f 1 - ˙ s = V - ˙ s
77 35 30 oveq12d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ e 1 - ˙ e 0 = Y - ˙ X
78 76 77 eqeq12d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 V - ˙ s = Y - ˙ X
79 75 78 anbi12d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 ⟨“ WVs ”⟩ ˙ ⟨“ XYZ ”⟩ V - ˙ s = Y - ˙ X
80 79 bicomd φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ⟨“ WVs ”⟩ ˙ ⟨“ XYZ ”⟩ V - ˙ s = Y - ˙ X ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0
81 80 reubidv φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ∃! s P ⟨“ WVs ”⟩ ˙ ⟨“ XYZ ”⟩ V - ˙ s = Y - ˙ X ∃! s P ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0
82 67 81 mpbid φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ∃! s P ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0
83 21 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ⟨“ WVS ”⟩ ˙ ⟨“ XYZ ”⟩
84 eqidd φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ S = S
85 72 54 84 s3eqd φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ⟨“ f 2 f 1 S ”⟩ = ⟨“ WVS ”⟩
86 83 85 25 3brtr4d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ⟨“ f 2 f 1 S ”⟩ ˙ e
87 22 ad2antrr φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ V - ˙ S = Y - ˙ X
88 54 oveq1d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ f 1 - ˙ S = V - ˙ S
89 87 88 77 3eqtr4d φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ f 1 - ˙ S = e 1 - ˙ e 0
90 eqidd s = S f 2 = f 2
91 eqidd s = S f 1 = f 1
92 id s = S s = S
93 90 91 92 s3eqd s = S ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ = ⟨“ f 2 f 1 S ”⟩
94 93 breq1d s = S ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e ⟨“ f 2 f 1 S ”⟩ ˙ e
95 oveq2 s = S f 1 - ˙ s = f 1 - ˙ S
96 95 eqeq1d s = S f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 f 1 - ˙ S = e 1 - ˙ e 0
97 94 96 anbi12d s = S ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 ⟨“ f 2 f 1 S ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ S = e 1 - ˙ e 0
98 97 riota2 S P ∃! s P ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 ⟨“ f 2 f 1 S ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ S = e 1 - ˙ e 0 ι s P | ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 = S
99 98 biimpa S P ∃! s P ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 ⟨“ f 2 f 1 S ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ S = e 1 - ˙ e 0 ι s P | ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 = S
100 55 82 86 89 99 syl22anc φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ι s P | ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 = S
101 49 54 100 s3eqd φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ ⟨“ f 0 f 1 ι s P | ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 ”⟩ = ⟨“ UVS ”⟩
102 43 101 eqtrd φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ if e 0 e 1 L e 2 ⟨“ f 0 f 1 ι s P | ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 ”⟩ ⟨“ e 0 e 1 ι s P | ⟨“ e 2 e 1 s ”⟩ ˙ f e 1 - ˙ s = f 1 - ˙ f 0 e 1 L e 2 s I e 0 ”⟩ = ⟨“ UVS ”⟩
103 102 anasss φ e = ⟨“ XYZ ”⟩ f = ⟨“ UVW ”⟩ if e 0 e 1 L e 2 ⟨“ f 0 f 1 ι s P | ⟨“ f 2 f 1 s ”⟩ ˙ e f 1 - ˙ s = e 1 - ˙ e 0 ”⟩ ⟨“ e 0 e 1 ι s P | ⟨“ e 2 e 1 s ”⟩ ˙ f e 1 - ˙ s = f 1 - ˙ f 0 e 1 L e 2 s I e 0 ”⟩ = ⟨“ UVS ”⟩
104 1 fvexi P V
105 104 a1i φ P V
106 2 105 11 12 13 16 17 elcgrabasrd φ ⟨“ XYZ ”⟩ A
107 2 105 8 9 10 14 15 elcgrabasrd φ ⟨“ UVW ”⟩ A
108 22 eqcomd φ Y - ˙ X = V - ˙ S
109 16 necomd φ Y X
110 1 4 3 7 12 11 9 20 108 109 tgcgrneq φ V S
111 2 105 8 9 20 14 110 elcgrabasrd φ ⟨“ UVS ”⟩ A
112 23 103 106 107 111 ovmpod φ ⟨“ XYZ ”⟩ + ˙ ⟨“ UVW ”⟩ = ⟨“ UVS ”⟩