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Theorem f1otrge

Description: A bijection between bases which conserves distances and intervals conserves also the property of being a Euclidean geometry. (Contributed by Thierry Arnoux, 23-Mar-2019)

Ref Expression
Hypotheses f1otrkg.p P = Base G
f1otrkg.d D = dist G
f1otrkg.i I = Itv G
f1otrkg.b B = Base H
f1otrkg.e E = dist H
f1otrkg.j J = Itv H
f1otrkg.f φ F : B 1-1 onto P
f1otrkg.1 φ e B f B e E f = F e D F f
f1otrkg.2 φ e B f B g B g e J f F g F e I F f
f1otrg.h φ H V
f1otrge.g φ G 𝒢 Tarski E
Assertion f1otrge φ H 𝒢 Tarski E

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 f1otrkg.p P = Base G
2 f1otrkg.d D = dist G
3 f1otrkg.i I = Itv G
4 f1otrkg.b B = Base H
5 f1otrkg.e E = dist H
6 f1otrkg.j J = Itv H
7 f1otrkg.f φ F : B 1-1 onto P
8 f1otrkg.1 φ e B f B e E f = F e D F f
9 f1otrkg.2 φ e B f B g B g e J f F g F e I F f
10 f1otrg.h φ H V
11 f1otrge.g φ G 𝒢 Tarski E
12 10 elexd φ H V
13 f1ocnv F : B 1-1 onto P F -1 : P 1-1 onto B
14 f1of F -1 : P 1-1 onto B F -1 : P B
15 7 13 14 3syl φ F -1 : P B
16 15 ad6antr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F -1 : P B
17 simpllr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d c P
18 16 17 ffvelrnd φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F -1 c B
19 simplr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d d P
20 16 19 ffvelrnd φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F -1 d B
21 simpr1 φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F y F x I c
22 7 ad3antrrr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u F : B 1-1 onto P
23 22 ad3antrrr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F : B 1-1 onto P
24 f1ocnvfv2 F : B 1-1 onto P c P F F -1 c = c
25 23 17 24 syl2anc φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F F -1 c = c
26 25 oveq2d φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F x I F F -1 c = F x I c
27 21 26 eleqtrrd φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F y F x I F F -1 c
28 8 ad5ant15 φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u e B f B e E f = F e D F f
29 28 ad5ant15 φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d e B f B e E f = F e D F f
30 9 ad5ant15 φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u e B f B g B g e J f F g F e I F f
31 30 ad5ant15 φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d e B f B g B g e J f F g F e I F f
32 simprl φ x B y B x B
33 32 ad2antrr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u x B
34 33 ad3antrrr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d x B
35 simprr φ x B y B y B
36 35 ad2antrr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u y B
37 36 ad3antrrr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d y B
38 1 2 3 4 5 6 23 29 31 34 18 37 f1otrgitv φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d y x J F -1 c F y F x I F F -1 c
39 27 38 mpbird φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d y x J F -1 c
40 simpr2 φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F z F x I d
41 f1ocnvfv2 F : B 1-1 onto P d P F F -1 d = d
42 23 19 41 syl2anc φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F F -1 d = d
43 42 oveq2d φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F x I F F -1 d = F x I d
44 40 43 eleqtrrd φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F z F x I F F -1 d
45 simplr1 φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u z B
46 45 ad3antrrr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d z B
47 1 2 3 4 5 6 23 29 31 34 20 46 f1otrgitv φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d z x J F -1 d F z F x I F F -1 d
48 44 47 mpbird φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d z x J F -1 d
49 simpr3 φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F v c I d
50 25 42 oveq12d φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F F -1 c I F F -1 d = c I d
51 49 50 eleqtrrd φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d F v F F -1 c I F F -1 d
52 simplr3 φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u v B
53 52 ad3antrrr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d v B
54 1 2 3 4 5 6 23 29 31 18 20 53 f1otrgitv φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d v F -1 c J F -1 d F v F F -1 c I F F -1 d
55 51 54 mpbird φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d v F -1 c J F -1 d
56 oveq2 a = F -1 c x J a = x J F -1 c
57 56 eleq2d a = F -1 c y x J a y x J F -1 c
58 oveq1 a = F -1 c a J b = F -1 c J b
59 58 eleq2d a = F -1 c v a J b v F -1 c J b
60 57 59 3anbi13d a = F -1 c y x J a z x J b v a J b y x J F -1 c z x J b v F -1 c J b
61 oveq2 b = F -1 d x J b = x J F -1 d
62 61 eleq2d b = F -1 d z x J b z x J F -1 d
63 oveq2 b = F -1 d F -1 c J b = F -1 c J F -1 d
64 63 eleq2d b = F -1 d v F -1 c J b v F -1 c J F -1 d
65 62 64 3anbi23d b = F -1 d y x J F -1 c z x J b v F -1 c J b y x J F -1 c z x J F -1 d v F -1 c J F -1 d
66 60 65 rspc2ev F -1 c B F -1 d B y x J F -1 c z x J F -1 d v F -1 c J F -1 d a B b B y x J a z x J b v a J b
67 18 20 39 48 55 66 syl113anc φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d a B b B y x J a z x J b v a J b
68 11 ad3antrrr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u G 𝒢 Tarski E
69 f1of F : B 1-1 onto P F : B P
70 7 69 syl φ F : B P
71 70 adantr φ x B y B F : B P
72 71 32 ffvelrnd φ x B y B F x P
73 72 ad2antrr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u F x P
74 71 35 ffvelrnd φ x B y B F y P
75 74 ad2antrr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u F y P
76 70 ad3antrrr φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u F : B P
77 76 45 ffvelrnd φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u F z P
78 simplr2 φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u u B
79 76 78 ffvelrnd φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u F u P
80 76 52 ffvelrnd φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u F v P
81 simpr1 φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u u x J v
82 1 2 3 4 5 6 22 28 30 33 52 78 f1otrgitv φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u u x J v F u F x I F v
83 81 82 mpbid φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u F u F x I F v
84 simpr2 φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u u y J z
85 1 2 3 4 5 6 22 28 30 36 45 78 f1otrgitv φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u u y J z F u F y I F z
86 84 85 mpbid φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u F u F y I F z
87 simpr3 φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u x u
88 dff1o6 F : B 1-1 onto P F Fn B ran F = P x B u B F x = F u x = u
89 88 simp3bi F : B 1-1 onto P x B u B F x = F u x = u
90 89 r19.21bi F : B 1-1 onto P x B u B F x = F u x = u
91 90 r19.21bi F : B 1-1 onto P x B u B F x = F u x = u
92 91 necon3d F : B 1-1 onto P x B u B x u F x F u
93 92 imp F : B 1-1 onto P x B u B x u F x F u
94 22 33 78 87 93 syl1111anc φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u F x F u
95 1 2 3 68 73 75 77 79 80 83 86 94 axtgeucl φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u c P d P F y F x I c F z F x I d F v c I d
96 67 95 r19.29vva φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u a B b B y x J a z x J b v a J b
97 96 ex φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u a B b B y x J a z x J b v a J b
98 97 ralrimivvva φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u a B b B y x J a z x J b v a J b
99 98 ralrimivva φ x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u a B b B y x J a z x J b v a J b
100 4 5 6 istrkge H 𝒢 Tarski E H V x B y B z B u B v B u x J v u y J z x u a B b B y x J a z x J b v a J b
101 12 99 100 sylanbrc φ H 𝒢 Tarski E