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Theorem brsegle2

Description: Alternate characterization of segment comparison. Theorem 5.5 of Schwabhauser p. 41-42. (Contributed by Scott Fenton, 11-Oct-2013)

Ref Expression
Assertion brsegle2 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N → A B Seg ≤ C D ↔ ∃ x ∈ 𝔼 ⁡ N B Btwn A x ∧ A x Cgr C D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 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
2 simprl ⊢ 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 Btwn C D
3 simpl1 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → N ∈ ℕ
4 simpl3l ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → C ∈ 𝔼 ⁡ N
5 simpl3r ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → D ∈ 𝔼 ⁡ N
6 simpr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → y ∈ 𝔼 ⁡ N
7 btwncolinear2 ⊢ N ∈ ℕ ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → y Btwn C D → C Colinear y D
8 3 4 5 6 7 syl13anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → y Btwn C D → C Colinear y D
9 8 adantr ⊢ 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 Btwn C D → C Colinear y D
10 2 9 mpd ⊢ 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 Colinear y D
11 simpl2l ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → A ∈ 𝔼 ⁡ N
12 simpl2r ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → B ∈ 𝔼 ⁡ N
13 simprr ⊢ 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 Cgr C y
14 3 11 12 4 6 13 cgrcomand ⊢ 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 y Cgr A B
15 simpl2 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N
16 lineext ⊢ N ∈ ℕ ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N → C Colinear y D ∧ C y Cgr A B → ∃ x ∈ 𝔼 ⁡ N C y D Cgr3 A B x
17 3 4 6 5 15 16 syl131anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → C Colinear y D ∧ C y Cgr A B → ∃ x ∈ 𝔼 ⁡ N C y D Cgr3 A B x
18 17 adantr ⊢ 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 Colinear y D ∧ C y Cgr A B → ∃ x ∈ 𝔼 ⁡ N C y D Cgr3 A B x
19 10 14 18 mp2and ⊢ 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 → ∃ x ∈ 𝔼 ⁡ N C y D Cgr3 A B x
20 an32 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ↔ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N
21 simpll1 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → N ∈ ℕ
22 simpl3l ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N → C ∈ 𝔼 ⁡ N
23 22 adantr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → C ∈ 𝔼 ⁡ N
24 simpr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → y ∈ 𝔼 ⁡ N
25 simpl3r ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N → D ∈ 𝔼 ⁡ N
26 25 adantr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → D ∈ 𝔼 ⁡ N
27 simpl2l ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N → A ∈ 𝔼 ⁡ N
28 27 adantr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → A ∈ 𝔼 ⁡ N
29 simpl2r ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N → B ∈ 𝔼 ⁡ N
30 29 adantr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → B ∈ 𝔼 ⁡ N
31 simplr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → x ∈ 𝔼 ⁡ N
32 brcgr3 ⊢ N ∈ ℕ ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N → C y D Cgr3 A B x ↔ C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x
33 21 23 24 26 28 30 31 32 syl133anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → C y D Cgr3 A B x ↔ C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x
34 33 adantr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → C y D Cgr3 A B x ↔ C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x
35 simp2l ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y ∧ C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x → y Btwn C D
36 simp3 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y ∧ C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x → C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x
37 33 3ad2ant1 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y ∧ C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x → C y D Cgr3 A B x ↔ C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x
38 36 37 mpbird ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y ∧ C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x → C y D Cgr3 A B x
39 btwnxfr ⊢ N ∈ ℕ ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N → y Btwn C D ∧ C y D Cgr3 A B x → B Btwn A x
40 21 23 24 26 28 30 31 39 syl133anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → y Btwn C D ∧ C y D Cgr3 A B x → B Btwn A x
41 40 3ad2ant1 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y ∧ C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x → y Btwn C D ∧ C y D Cgr3 A B x → B Btwn A x
42 35 38 41 mp2and ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y ∧ C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x → B Btwn A x
43 simp32 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y ∧ C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x → C D Cgr A x
44 cgrcom ⊢ N ∈ ℕ ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N → C D Cgr A x ↔ A x Cgr C D
45 21 23 26 28 31 44 syl122anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → C D Cgr A x ↔ A x Cgr C D
46 45 3ad2ant1 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y ∧ C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x → C D Cgr A x ↔ A x Cgr C D
47 43 46 mpbid ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y ∧ C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x → A x Cgr C D
48 42 47 jca ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y ∧ C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x → B Btwn A x ∧ A x Cgr C D
49 48 3expia ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → C y Cgr A B ∧ C D Cgr A x ∧ y D Cgr B x → B Btwn A x ∧ A x Cgr C D
50 34 49 sylbid ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → C y D Cgr3 A B x → B Btwn A x ∧ A x Cgr C D
51 20 50 sylanb ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y Btwn C D ∧ A B Cgr C y → C y D Cgr3 A B x → B Btwn A x ∧ A x Cgr C D
52 51 an32s ⊢ 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 ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N → C y D Cgr3 A B x → B Btwn A x ∧ A x Cgr C D
53 52 reximdva ⊢ 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 → ∃ x ∈ 𝔼 ⁡ N C y D Cgr3 A B x → ∃ x ∈ 𝔼 ⁡ N B Btwn A x ∧ A x Cgr C D
54 19 53 mpd ⊢ 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 → ∃ x ∈ 𝔼 ⁡ N B Btwn A x ∧ A x Cgr C D
55 54 rexlimdva2 ⊢ 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 → ∃ x ∈ 𝔼 ⁡ N B Btwn A x ∧ A x Cgr C D
56 simprl ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → B Btwn A x
57 simpll1 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → N ∈ ℕ
58 27 adantr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → A ∈ 𝔼 ⁡ N
59 simplr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → x ∈ 𝔼 ⁡ N
60 29 adantr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → B ∈ 𝔼 ⁡ N
61 btwncolinear1 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N → B Btwn A x → A Colinear x B
62 57 58 59 60 61 syl13anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → B Btwn A x → A Colinear x B
63 56 62 mpd ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → A Colinear x B
64 simprr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → A x Cgr C D
65 simpl1 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N → N ∈ ℕ
66 simpr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N → x ∈ 𝔼 ⁡ N
67 simpl3 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N → C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N
68 lineext ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N → A Colinear x B ∧ A x Cgr C D → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N A x B Cgr3 C D y
69 65 27 66 29 67 68 syl131anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N → A Colinear x B ∧ A x Cgr C D → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N A x B Cgr3 C D y
70 69 adantr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → A Colinear x B ∧ A x Cgr C D → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N A x B Cgr3 C D y
71 63 64 70 mp2and ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N A x B Cgr3 C D y
72 27 66 29 3jca ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N → A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N
73 72 adantr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N
74 brcgr3 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → A x B Cgr3 C D y ↔ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y
75 21 73 23 26 24 74 syl113anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → A x B Cgr3 C D y ↔ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y
76 75 adantr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → A x B Cgr3 C D y ↔ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y
77 simp2l ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D ∧ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y → B Btwn A x
78 simp32 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D ∧ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y → A B Cgr C y
79 simp2r ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D ∧ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y → A x Cgr C D
80 simp33 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D ∧ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y → x B Cgr D y
81 cgrcomlr ⊢ N ∈ ℕ ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → x B Cgr D y ↔ B x Cgr y D
82 21 31 30 26 24 81 syl122anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → x B Cgr D y ↔ B x Cgr y D
83 82 3ad2ant1 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D ∧ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y → x B Cgr D y ↔ B x Cgr y D
84 80 83 mpbid ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D ∧ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y → B x Cgr y D
85 78 79 84 3jca ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D ∧ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y → A B Cgr C y ∧ A x Cgr C D ∧ B x Cgr y D
86 brcgr3 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N → A B x Cgr3 C y D ↔ A B Cgr C y ∧ A x Cgr C D ∧ B x Cgr y D
87 21 28 30 31 23 24 26 86 syl133anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → A B x Cgr3 C y D ↔ A B Cgr C y ∧ A x Cgr C D ∧ B x Cgr y D
88 87 3ad2ant1 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D ∧ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y → A B x Cgr3 C y D ↔ A B Cgr C y ∧ A x Cgr C D ∧ B x Cgr y D
89 85 88 mpbird ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D ∧ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y → A B x Cgr3 C y D
90 btwnxfr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N → B Btwn A x ∧ A B x Cgr3 C y D → y Btwn C D
91 21 28 30 31 23 24 26 90 syl133anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → B Btwn A x ∧ A B x Cgr3 C y D → y Btwn C D
92 91 3ad2ant1 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D ∧ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y → B Btwn A x ∧ A B x Cgr3 C y D → y Btwn C D
93 77 89 92 mp2and ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D ∧ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y → y Btwn C D
94 93 78 jca ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D ∧ A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y → y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
95 94 3expia ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → A x Cgr C D ∧ A B Cgr C y ∧ x B Cgr D y → y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
96 76 95 sylbid ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → A x B Cgr3 C D y → y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
97 96 an32s ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D ∧ y ∈ 𝔼 ⁡ N → A x B Cgr3 C D y → y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
98 97 reximdva ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N A x B Cgr3 C D y → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
99 71 98 mpd ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ x ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
100 99 rexlimdva2 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ x ∈ 𝔼 ⁡ N B Btwn A x ∧ A x Cgr C D → ∃ y ∈ 𝔼 ⁡ N y Btwn C D ∧ A B Cgr C y
101 55 100 impbid ⊢ 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 ↔ ∃ x ∈ 𝔼 ⁡ N B Btwn A x ∧ A x Cgr C D
102 1 101 bitrd ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N → A B Seg ≤ C D ↔ ∃ x ∈ 𝔼 ⁡ N B Btwn A x ∧ A x Cgr C D