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Theorem axlowdimlem6

Description: Lemma for axlowdim . Show that three points are non-colinear. (Contributed by Scott Fenton, 29-Jun-2013)

Ref Expression
Hypotheses axlowdimlem6.1 ⊢ A = 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0
axlowdimlem6.2 ⊢ B = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0
axlowdimlem6.3 ⊢ C = 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0
Assertion axlowdimlem6 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → ¬ A Btwn B C ∨ B Btwn C A ∨ C Btwn A B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 axlowdimlem6.1 ⊢ A = 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0
2 axlowdimlem6.2 ⊢ B = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0
3 axlowdimlem6.3 ⊢ C = 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0
4 1zzd ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 1 ∈ ℤ
5 eluzelz ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → N ∈ ℤ
6 2nn ⊢ 2 ∈ ℕ
7 uznnssnn ⊢ 2 ∈ ℕ → ℤ ≥ 2 ⊆ ℕ
8 6 7 ax-mp ⊢ ℤ ≥ 2 ⊆ ℕ
9 nnuz ⊢ ℕ = ℤ ≥ 1
10 8 9 sseqtri ⊢ ℤ ≥ 2 ⊆ ℤ ≥ 1
11 10 sseli ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → N ∈ ℤ ≥ 1
12 eluzle ⊢ N ∈ ℤ ≥ 1 → 1 ≤ N
13 11 12 syl ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 1 ≤ N
14 1re ⊢ 1 ∈ ℝ
15 14 leidi ⊢ 1 ≤ 1
16 13 15 jctil ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 1 ≤ 1 ∧ 1 ≤ N
17 elfz4 ⊢ 1 ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 1 ∧ 1 ≤ N → 1 ∈ 1 … N
18 4 5 4 16 17 syl31anc ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 1 ∈ 1 … N
19 eluzel2 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ∈ ℤ
20 eluzle ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ≤ N
21 1le2 ⊢ 1 ≤ 2
22 20 21 jctil ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 1 ≤ 2 ∧ 2 ≤ N
23 elfz4 ⊢ 1 ∈ ℤ ∧ N ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 2 ∧ 2 ≤ N → 2 ∈ 1 … N
24 4 5 19 22 23 syl31anc ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 2 ∈ 1 … N
25 ax-1ne0 ⊢ 1 ≠ 0
26 1t1e1 ⊢ 1 ⋅ 1 = 1
27 0cn ⊢ 0 ∈ ℂ
28 27 mul01i ⊢ 0 ⋅ 0 = 0
29 26 28 neeq12i ⊢ 1 ⋅ 1 ≠ 0 ⋅ 0 ↔ 1 ≠ 0
30 25 29 mpbir ⊢ 1 ⋅ 1 ≠ 0 ⋅ 0
31 fveq2 ⊢ i = 1 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 1
32 0re ⊢ 0 ∈ ℝ
33 14 32 axlowdimlem4 ⊢ 1 1 2 0 : 1 … 2 ⟶ ℝ
34 ffn ⊢ 1 1 2 0 : 1 … 2 ⟶ ℝ → 1 1 2 0 Fn 1 … 2
35 33 34 ax-mp ⊢ 1 1 2 0 Fn 1 … 2
36 axlowdimlem1 ⊢ 3 … N × 0 : 3 … N ⟶ ℝ
37 ffn ⊢ 3 … N × 0 : 3 … N ⟶ ℝ → 3 … N × 0 Fn 3 … N
38 36 37 ax-mp ⊢ 3 … N × 0 Fn 3 … N
39 axlowdimlem2 ⊢ 1 … 2 ∩ 3 … N = ∅
40 1z ⊢ 1 ∈ ℤ
41 2z ⊢ 2 ∈ ℤ
42 40 41 40 3pm3.2i ⊢ 1 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ
43 15 21 pm3.2i ⊢ 1 ≤ 1 ∧ 1 ≤ 2
44 elfz4 ⊢ 1 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 1 ∧ 1 ≤ 2 → 1 ∈ 1 … 2
45 42 43 44 mp2an ⊢ 1 ∈ 1 … 2
46 39 45 pm3.2i ⊢ 1 … 2 ∩ 3 … N = ∅ ∧ 1 ∈ 1 … 2
47 fvun1 ⊢ 1 1 2 0 Fn 1 … 2 ∧ 3 … N × 0 Fn 3 … N ∧ 1 … 2 ∩ 3 … N = ∅ ∧ 1 ∈ 1 … 2 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 1 = 1 1 2 0 ⁡ 1
48 35 38 46 47 mp3an ⊢ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 1 = 1 1 2 0 ⁡ 1
49 1ne2 ⊢ 1 ≠ 2
50 1ex ⊢ 1 ∈ V
51 50 50 fvpr1 ⊢ 1 ≠ 2 → 1 1 2 0 ⁡ 1 = 1
52 49 51 ax-mp ⊢ 1 1 2 0 ⁡ 1 = 1
53 48 52 eqtri ⊢ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 1 = 1
54 31 53 eqtrdi ⊢ i = 1 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i = 1
55 fveq2 ⊢ i = 1 → 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i = 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 1
56 32 32 axlowdimlem4 ⊢ 1 0 2 0 : 1 … 2 ⟶ ℝ
57 ffn ⊢ 1 0 2 0 : 1 … 2 ⟶ ℝ → 1 0 2 0 Fn 1 … 2
58 56 57 ax-mp ⊢ 1 0 2 0 Fn 1 … 2
59 fvun1 ⊢ 1 0 2 0 Fn 1 … 2 ∧ 3 … N × 0 Fn 3 … N ∧ 1 … 2 ∩ 3 … N = ∅ ∧ 1 ∈ 1 … 2 → 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 1 = 1 0 2 0 ⁡ 1
60 58 38 46 59 mp3an ⊢ 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 1 = 1 0 2 0 ⁡ 1
61 32 elexi ⊢ 0 ∈ V
62 50 61 fvpr1 ⊢ 1 ≠ 2 → 1 0 2 0 ⁡ 1 = 0
63 49 62 ax-mp ⊢ 1 0 2 0 ⁡ 1 = 0
64 60 63 eqtri ⊢ 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 1 = 0
65 55 64 eqtrdi ⊢ i = 1 → 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i = 0
66 54 65 oveq12d ⊢ i = 1 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i = 1 − 0
67 1m0e1 ⊢ 1 − 0 = 1
68 66 67 eqtrdi ⊢ i = 1 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i = 1
69 68 oveq1d ⊢ i = 1 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j
70 fveq2 ⊢ i = 1 → 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i = 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 1
71 32 14 axlowdimlem4 ⊢ 1 0 2 1 : 1 … 2 ⟶ ℝ
72 ffn ⊢ 1 0 2 1 : 1 … 2 ⟶ ℝ → 1 0 2 1 Fn 1 … 2
73 71 72 ax-mp ⊢ 1 0 2 1 Fn 1 … 2
74 fvun1 ⊢ 1 0 2 1 Fn 1 … 2 ∧ 3 … N × 0 Fn 3 … N ∧ 1 … 2 ∩ 3 … N = ∅ ∧ 1 ∈ 1 … 2 → 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 1 = 1 0 2 1 ⁡ 1
75 73 38 46 74 mp3an ⊢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 1 = 1 0 2 1 ⁡ 1
76 50 61 fvpr1 ⊢ 1 ≠ 2 → 1 0 2 1 ⁡ 1 = 0
77 49 76 ax-mp ⊢ 1 0 2 1 ⁡ 1 = 0
78 75 77 eqtri ⊢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 1 = 0
79 70 78 eqtrdi ⊢ i = 1 → 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i = 0
80 79 65 oveq12d ⊢ i = 1 → 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i = 0 − 0
81 0m0e0 ⊢ 0 − 0 = 0
82 80 81 eqtrdi ⊢ i = 1 → 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i = 0
83 82 oveq2d ⊢ i = 1 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⋅ 0
84 69 83 neeq12d ⊢ i = 1 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ≠ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ↔ 1 ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ≠ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⋅ 0
85 fveq2 ⊢ j = 2 → 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 2
86 40 41 41 3pm3.2i ⊢ 1 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ
87 2re ⊢ 2 ∈ ℝ
88 87 leidi ⊢ 2 ≤ 2
89 21 88 pm3.2i ⊢ 1 ≤ 2 ∧ 2 ≤ 2
90 elfz4 ⊢ 1 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ ∧ 1 ≤ 2 ∧ 2 ≤ 2 → 2 ∈ 1 … 2
91 86 89 90 mp2an ⊢ 2 ∈ 1 … 2
92 39 91 pm3.2i ⊢ 1 … 2 ∩ 3 … N = ∅ ∧ 2 ∈ 1 … 2
93 fvun1 ⊢ 1 0 2 1 Fn 1 … 2 ∧ 3 … N × 0 Fn 3 … N ∧ 1 … 2 ∩ 3 … N = ∅ ∧ 2 ∈ 1 … 2 → 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 2 = 1 0 2 1 ⁡ 2
94 73 38 92 93 mp3an ⊢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 2 = 1 0 2 1 ⁡ 2
95 41 elexi ⊢ 2 ∈ V
96 95 50 fvpr2 ⊢ 1 ≠ 2 → 1 0 2 1 ⁡ 2 = 1
97 49 96 ax-mp ⊢ 1 0 2 1 ⁡ 2 = 1
98 94 97 eqtri ⊢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 2 = 1
99 85 98 eqtrdi ⊢ j = 2 → 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1
100 fveq2 ⊢ j = 2 → 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 2
101 fvun1 ⊢ 1 0 2 0 Fn 1 … 2 ∧ 3 … N × 0 Fn 3 … N ∧ 1 … 2 ∩ 3 … N = ∅ ∧ 2 ∈ 1 … 2 → 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 2 = 1 0 2 0 ⁡ 2
102 58 38 92 101 mp3an ⊢ 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 2 = 1 0 2 0 ⁡ 2
103 95 61 fvpr2 ⊢ 1 ≠ 2 → 1 0 2 0 ⁡ 2 = 0
104 49 103 ax-mp ⊢ 1 0 2 0 ⁡ 2 = 0
105 102 104 eqtri ⊢ 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 2 = 0
106 100 105 eqtrdi ⊢ j = 2 → 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 0
107 99 106 oveq12d ⊢ j = 2 → 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 − 0
108 107 67 eqtrdi ⊢ j = 2 → 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1
109 108 oveq2d ⊢ j = 2 → 1 ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 ⋅ 1
110 fveq2 ⊢ j = 2 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 2
111 fvun1 ⊢ 1 1 2 0 Fn 1 … 2 ∧ 3 … N × 0 Fn 3 … N ∧ 1 … 2 ∩ 3 … N = ∅ ∧ 2 ∈ 1 … 2 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 2 = 1 1 2 0 ⁡ 2
112 35 38 92 111 mp3an ⊢ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 2 = 1 1 2 0 ⁡ 2
113 95 61 fvpr2 ⊢ 1 ≠ 2 → 1 1 2 0 ⁡ 2 = 0
114 49 113 ax-mp ⊢ 1 1 2 0 ⁡ 2 = 0
115 112 114 eqtri ⊢ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ 2 = 0
116 110 115 eqtrdi ⊢ j = 2 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 0
117 116 106 oveq12d ⊢ j = 2 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 0 − 0
118 117 81 eqtrdi ⊢ j = 2 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 0
119 118 oveq1d ⊢ j = 2 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⋅ 0 = 0 ⋅ 0
120 109 119 neeq12d ⊢ j = 2 → 1 ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ≠ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⋅ 0 ↔ 1 ⋅ 1 ≠ 0 ⋅ 0
121 84 120 rspc2ev ⊢ 1 ∈ 1 … N ∧ 2 ∈ 1 … N ∧ 1 ⋅ 1 ≠ 0 ⋅ 0 → ∃ i ∈ 1 … N ∃ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ≠ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i
122 30 121 mp3an3 ⊢ 1 ∈ 1 … N ∧ 2 ∈ 1 … N → ∃ i ∈ 1 … N ∃ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ≠ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i
123 18 24 122 syl2anc ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → ∃ i ∈ 1 … N ∃ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ≠ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i
124 df-ne ⊢ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ≠ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ↔ ¬ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i
125 124 rexbii ⊢ ∃ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ≠ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ↔ ∃ j ∈ 1 … N ¬ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i
126 rexnal ⊢ ∃ j ∈ 1 … N ¬ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ↔ ¬ ∀ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i
127 125 126 bitri ⊢ ∃ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ≠ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ↔ ¬ ∀ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i
128 127 rexbii ⊢ ∃ i ∈ 1 … N ∃ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ≠ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ↔ ∃ i ∈ 1 … N ¬ ∀ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i
129 rexnal ⊢ ∃ i ∈ 1 … N ¬ ∀ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ↔ ¬ ∀ i ∈ 1 … N ∀ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i
130 128 129 bitri ⊢ ∃ i ∈ 1 … N ∃ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ≠ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ↔ ¬ ∀ i ∈ 1 … N ∀ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i
131 123 130 sylib ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → ¬ ∀ i ∈ 1 … N ∀ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i
132 32 32 axlowdimlem5 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ∈ 𝔼 ⁡ N
133 14 32 axlowdimlem5 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ∈ 𝔼 ⁡ N
134 32 14 axlowdimlem5 ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ∈ 𝔼 ⁡ N
135 colinearalg ⊢ 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ∈ 𝔼 ⁡ N → 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ∨ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ∨ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ↔ ∀ i ∈ 1 … N ∀ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i
136 132 133 134 135 syl3anc ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ∨ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ∨ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ↔ ∀ i ∈ 1 … N ∀ j ∈ 1 … N 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ j ⁢ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i − 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ⁡ i
137 131 136 mtbird ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → ¬ 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ∨ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ∨ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0
138 2 3 opeq12i ⊢ B C = 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0
139 1 138 breq12i ⊢ A Btwn B C ↔ 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0
140 3 1 opeq12i ⊢ C A = 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0
141 2 140 breq12i ⊢ B Btwn C A ↔ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0
142 1 2 opeq12i ⊢ A B = 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0
143 3 142 breq12i ⊢ C Btwn A B ↔ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0
144 139 141 143 3orbi123i ⊢ A Btwn B C ∨ B Btwn C A ∨ C Btwn A B ↔ 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 ∨ 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 ∨ 1 0 2 1 ∪ 3 … N × 0 Btwn 1 0 2 0 ∪ 3 … N × 0 1 1 2 0 ∪ 3 … N × 0
145 137 144 sylnibr ⊢ N ∈ ℤ ≥ 2 → ¬ A Btwn B C ∨ B Btwn C A ∨ C Btwn A B