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Theorem brsegle

Description: Binary relation form of the segment comparison relationship. (Contributed by Scott Fenton, 11-Oct-2013)

Ref Expression
Assertion brsegle ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N → A B Seg ≤ C D ↔ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 opex ⊢ A B ∈ V
2 opex ⊢ C D ∈ V
3 eqeq1 ⊢ p = A B → p = a b ↔ A B = a b
4 eqcom ⊢ A B = a b ↔ a b = A B
5 3 4 bitrdi ⊢ p = A B → p = a b ↔ a b = A B
6 5 3anbi1d ⊢ p = A B → p = a b ∧ q = c d ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ a b = A B ∧ q = c d ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
7 6 rexbidv ⊢ p = A B → ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n p = a b ∧ q = c d ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ q = c d ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
8 7 2rexbidv ⊢ p = A B → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n p = a b ∧ q = c d ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ q = c d ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
9 8 2rexbidv ⊢ p = A B → ∃ n ∈ ℕ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n p = a b ∧ q = c d ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ n ∈ ℕ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ q = c d ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
10 eqeq1 ⊢ q = C D → q = c d ↔ C D = c d
11 eqcom ⊢ C D = c d ↔ c d = C D
12 10 11 bitrdi ⊢ q = C D → q = c d ↔ c d = C D
13 12 3anbi2d ⊢ q = C D → a b = A B ∧ q = c d ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
14 13 rexbidv ⊢ q = C D → ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ q = c d ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
15 14 2rexbidv ⊢ q = C D → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ q = c d ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
16 15 2rexbidv ⊢ q = C D → ∃ n ∈ ℕ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ q = c d ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ n ∈ ℕ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
17 df-segle ⊢ Seg ≤ = p q | ∃ n ∈ ℕ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n p = a b ∧ q = c d ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
18 1 2 9 16 17 brab ⊢ A B Seg ≤ C D ↔ ∃ n ∈ ℕ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
19 vex ⊢ a ∈ V
20 vex ⊢ b ∈ V
21 19 20 opth ⊢ a b = A B ↔ a = A ∧ b = B
22 vex ⊢ c ∈ V
23 vex ⊢ d ∈ V
24 22 23 opth ⊢ c d = C D ↔ c = C ∧ d = D
25 biid ⊢ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
26 21 24 25 3anbi123i ⊢ a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
27 26 2rexbii ⊢ ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
28 27 2rexbii ⊢ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
29 28 rexbii ⊢ ∃ n ∈ ℕ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ n ∈ ℕ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
30 simpl2l ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ → A ∈ 𝔼 ⁡ N
31 30 ad2antrl ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ n → A ∈ 𝔼 ⁡ N
32 eleenn ⊢ A ∈ 𝔼 ⁡ N → N ∈ ℕ
33 31 32 syl ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ n → N ∈ ℕ
34 simprlr ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ n → n ∈ ℕ
35 simprll ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ n → A ∈ 𝔼 ⁡ n
36 35 adantl ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ n → A ∈ 𝔼 ⁡ n
37 axdimuniq ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ n → N = n
38 33 31 34 36 37 syl22anc ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ n → N = n
39 38 fveq2d ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ n → 𝔼 ⁡ N = 𝔼 ⁡ n
40 39 rexeqdv ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ n → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y ↔ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
41 40 exbiri ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D → N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ n → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
42 41 anassrs ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D → N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ n → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
43 eleq1 ⊢ a = A → a ∈ 𝔼 ⁡ n ↔ A ∈ 𝔼 ⁡ n
44 eleq1 ⊢ b = B → b ∈ 𝔼 ⁡ n ↔ B ∈ 𝔼 ⁡ n
45 43 44 bi2anan9 ⊢ a = A ∧ b = B → a ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ n ↔ A ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ n
46 eleq1 ⊢ c = C → c ∈ 𝔼 ⁡ n ↔ C ∈ 𝔼 ⁡ n
47 eleq1 ⊢ d = D → d ∈ 𝔼 ⁡ n ↔ D ∈ 𝔼 ⁡ n
48 46 47 bi2anan9 ⊢ c = C ∧ d = D → c ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ n ↔ C ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ n
49 45 48 bi2anan9 ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D → a ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ n ↔ A ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ n
50 49 anbi2d ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D → N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ n ↔ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ n
51 opeq12 ⊢ a = A ∧ b = B → a b = A B
52 51 breq1d ⊢ a = A ∧ b = B → a b Cgr c y ↔ A B Cgr c y
53 52 anbi2d ⊢ a = A ∧ b = B → y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ y Btwn c d ∧ A B Cgr c y
54 opeq12 ⊢ c = C ∧ d = D → c d = C D
55 54 breq2d ⊢ c = C ∧ d = D → y Btwn c d ↔ y Btwn C D
56 opeq1 ⊢ c = C → c y = C y
57 56 breq2d ⊢ c = C → A B Cgr c y ↔ A B Cgr C y
58 57 adantr ⊢ c = C ∧ d = D → A B Cgr c y ↔ A B Cgr C y
59 55 58 anbi12d ⊢ c = C ∧ d = D → y Btwn c d ∧ A B Cgr c y ↔ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
60 53 59 sylan9bb ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D → y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
61 60 rexbidv ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
62 61 imbi1d ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y ↔ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
63 42 50 62 3imtr4d ⊢ a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D → N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ n → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
64 63 com12 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ n → a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
65 64 expd ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ n → a = A ∧ b = B → c = C ∧ d = D → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
66 65 3impd ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ n → a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
67 66 expr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ n → c ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ n → a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
68 67 rexlimdvv ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ ∧ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ n → ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
69 68 rexlimdvva ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ n ∈ ℕ → ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
70 69 rexlimdva ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ n ∈ ℕ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a = A ∧ b = B ∧ c = C ∧ d = D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
71 29 70 biimtrid ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ n ∈ ℕ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
72 simpl1 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → N ∈ ℕ
73 simpl2l ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → A ∈ 𝔼 ⁡ N
74 simpl2r ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → B ∈ 𝔼 ⁡ N
75 simpl3l ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → C ∈ 𝔼 ⁡ N
76 simpl3r ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → D ∈ 𝔼 ⁡ N
77 eqidd ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → A B = A B
78 eqidd ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → C D = C D
79 simpr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
80 opeq1 ⊢ c = C → c d = C d
81 80 eqeq1d ⊢ c = C → c d = C D ↔ C d = C D
82 80 breq2d ⊢ c = C → y Btwn c d ↔ y Btwn C d
83 82 57 anbi12d ⊢ c = C → y Btwn c d ∧ A B Cgr c y ↔ y Btwn C d ∧ A B Cgr C y
84 83 rexbidv ⊢ c = C → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ A B Cgr c y ↔ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C d ∧ A B Cgr C y
85 81 84 3anbi23d ⊢ c = C → A B = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ A B Cgr c y ↔ A B = A B ∧ C d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C d ∧ A B Cgr C y
86 opeq2 ⊢ d = D → C d = C D
87 86 eqeq1d ⊢ d = D → C d = C D ↔ C D = C D
88 86 breq2d ⊢ d = D → y Btwn C d ↔ y Btwn C D
89 88 anbi1d ⊢ d = D → y Btwn C d ∧ A B Cgr C y ↔ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
90 89 rexbidv ⊢ d = D → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C d ∧ A B Cgr C y ↔ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
91 87 90 3anbi23d ⊢ d = D → A B = A B ∧ C d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C d ∧ A B Cgr C y ↔ A B = A B ∧ C D = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
92 85 91 rspc2ev ⊢ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A B = A B ∧ C D = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ N A B = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ A B Cgr c y
93 75 76 77 78 79 92 syl113anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ N A B = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ A B Cgr c y
94 opeq1 ⊢ a = A → a b = A b
95 94 eqeq1d ⊢ a = A → a b = A B ↔ A b = A B
96 94 breq1d ⊢ a = A → a b Cgr c y ↔ A b Cgr c y
97 96 anbi2d ⊢ a = A → y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ y Btwn c d ∧ A b Cgr c y
98 97 rexbidv ⊢ a = A → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ A b Cgr c y
99 95 98 3anbi13d ⊢ a = A → a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ A b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ A b Cgr c y
100 99 2rexbidv ⊢ a = A → ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ N a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ N A b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ A b Cgr c y
101 opeq2 ⊢ b = B → A b = A B
102 101 eqeq1d ⊢ b = B → A b = A B ↔ A B = A B
103 101 breq1d ⊢ b = B → A b Cgr c y ↔ A B Cgr c y
104 103 anbi2d ⊢ b = B → y Btwn c d ∧ A b Cgr c y ↔ y Btwn c d ∧ A B Cgr c y
105 104 rexbidv ⊢ b = B → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ A b Cgr c y ↔ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ A B Cgr c y
106 102 105 3anbi13d ⊢ b = B → A b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ A b Cgr c y ↔ A B = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ A B Cgr c y
107 106 2rexbidv ⊢ b = B → ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ N A b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ A b Cgr c y ↔ ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ N A B = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ A B Cgr c y
108 100 107 rspc2ev ⊢ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ N A B = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ A B Cgr c y → ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ N a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
109 73 74 93 108 syl3anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ N a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
110 fveq2 ⊢ n = N → 𝔼 ⁡ n = 𝔼 ⁡ N
111 110 rexeqdv ⊢ n = N → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
112 111 3anbi3d ⊢ n = N → a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
113 110 112 rexeqbidv ⊢ n = N → ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ N a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
114 110 113 rexeqbidv ⊢ n = N → ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ N a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
115 110 114 rexeqbidv ⊢ n = N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ N a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
116 110 115 rexeqbidv ⊢ n = N → ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ N a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
117 116 rspcev ⊢ N ∈ ℕ ∧ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ N a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn c d ∧ a b Cgr c y → ∃ n ∈ ℕ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
118 72 109 117 syl2anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → ∃ n ∈ ℕ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
119 118 ex ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → ∃ n ∈ ℕ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y
120 71 119 impbid ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ n ∈ ℕ ∃ a ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ c ∈ 𝔼 ⁡ n ∃ d ∈ 𝔼 ⁡ n a b = A B ∧ c d = C D ∧ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ n y Btwn c d ∧ a b Cgr c y ↔ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
121 18 120 bitrid ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N → A B Seg ≤ C D ↔ ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y