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Theorem btwnconn1lem5

Description: Lemma for btwnconn1 . Now, we introduce E , the intersection of C c and D d . We begin by showing that it is the midpoint of C and c . (Contributed by Scott Fenton, 8-Oct-2013)

Ref Expression
Assertion btwnconn1lem5 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B ∧ E Btwn C c ∧ E Btwn D d → E C Cgr E c

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simprrr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B ∧ E Btwn C c ∧ E Btwn D d → E Btwn D d
2 simp11 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N → N ∈ ℕ
3 simp22 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N → D ∈ 𝔼 ⁡ N
4 simp33 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N → E ∈ 𝔼 ⁡ N
5 simp31 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N → d ∈ 𝔼 ⁡ N
6 cgr3rflx ⊢ N ∈ ℕ ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N → D E d Cgr3 D E d
7 2 3 4 5 6 syl13anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N → D E d Cgr3 D E d
8 7 adantr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B ∧ E Btwn C c ∧ E Btwn D d → D E d Cgr3 D E d
9 simp2lr ⊢ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B → D c Cgr C D
10 9 ad2antrl ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B ∧ E Btwn C c ∧ E Btwn D d → D c Cgr C D
11 simp23 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N → c ∈ 𝔼 ⁡ N
12 simp21 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N → C ∈ 𝔼 ⁡ N
13 cgrcomr ⊢ N ∈ ℕ ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N → D c Cgr C D ↔ D c Cgr D C
14 2 3 11 12 3 13 syl122anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N → D c Cgr C D ↔ D c Cgr D C
15 cgrcom ⊢ N ∈ ℕ ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N → D c Cgr D C ↔ D C Cgr D c
16 2 3 11 3 12 15 syl122anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N → D c Cgr D C ↔ D C Cgr D c
17 14 16 bitrd ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N → D c Cgr C D ↔ D C Cgr D c
18 17 adantr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B ∧ E Btwn C c ∧ E Btwn D d → D c Cgr C D ↔ D C Cgr D c
19 10 18 mpbid ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B ∧ E Btwn C c ∧ E Btwn D d → D C Cgr D c
20 simp2rr ⊢ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B → C d Cgr C D
21 20 ad2antrl ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B ∧ E Btwn C c ∧ E Btwn D d → C d Cgr C D
22 2 12 5 12 3 21 cgrcomlrand ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B ∧ E Btwn C c ∧ E Btwn D d → d C Cgr D C
23 3simpa ⊢ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N → d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N
24 23 3anim3i ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N → N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N
25 simpl ⊢ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B ∧ E Btwn C c ∧ E Btwn D d → A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B
26 btwnconn1lem4 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B → d c Cgr D C
27 24 25 26 syl2an ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B ∧ E Btwn C c ∧ E Btwn D d → d c Cgr D C
28 2 5 12 5 11 3 12 22 27 cgrtr3and ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B ∧ E Btwn C c ∧ E Btwn D d → d C Cgr d c
29 19 28 jca ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B ∧ E Btwn C c ∧ E Btwn D d → D C Cgr D c ∧ d C Cgr d c
30 brifs2 ⊢ N ∈ ℕ ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N → D E d C InnerFiveSeg D E d c ↔ E Btwn D d ∧ D E d Cgr3 D E d ∧ D C Cgr D c ∧ d C Cgr d c
31 ifscgr ⊢ N ∈ ℕ ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N → D E d C InnerFiveSeg D E d c → E C Cgr E c
32 30 31 sylbird ⊢ N ∈ ℕ ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N → E Btwn D d ∧ D E d Cgr3 D E d ∧ D C Cgr D c ∧ d C Cgr d c → E C Cgr E c
33 2 3 4 5 12 3 4 5 11 32 syl333anc ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N → E Btwn D d ∧ D E d Cgr3 D E d ∧ D C Cgr D c ∧ d C Cgr d c → E C Cgr E c
34 33 adantr ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B ∧ E Btwn C c ∧ E Btwn D d → E Btwn D d ∧ D E d Cgr3 D E d ∧ D C Cgr D c ∧ d C Cgr d c → E C Cgr E c
35 1 8 29 34 mp3and ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ B ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ C ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ D ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ c ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ d ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ E ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ C ≠ c ∧ B Btwn A C ∧ B Btwn A D ∧ D Btwn A c ∧ D c Cgr C D ∧ C Btwn A d ∧ C d Cgr C D ∧ c Btwn A b ∧ c b Cgr C B ∧ d Btwn A b ∧ d b Cgr D B ∧ E Btwn C c ∧ E Btwn D d → E C Cgr E c