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Theorem flatcgra

Description: Flat angles are congruent. Flat angles, or straight angles, represent half a turn. They can be represented by points <" A B C "> where B is on the segment ( A I C ) . (Contributed by Thierry Arnoux, 13-Feb-2023)

Ref Expression
Hypotheses cgracol.p ⊢ P = Base G
cgracol.i ⊢ I = Itv ⁡ G
cgracol.m ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
cgracol.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
cgracol.a ⊢ φ → A ∈ P
cgracol.b ⊢ φ → B ∈ P
cgracol.c ⊢ φ → C ∈ P
cgracol.d ⊢ φ → D ∈ P
cgracol.e ⊢ φ → E ∈ P
cgracol.f ⊢ φ → F ∈ P
flatcgra.1 ⊢ φ → B ∈ A I C
flatcgra.2 ⊢ φ → E ∈ D I F
flatcgra.3 ⊢ φ → A ≠ B
flatcgra.4 ⊢ φ → C ≠ B
flatcgra.5 ⊢ φ → D ≠ E
flatcgra.6 ⊢ φ → F ≠ E
Assertion flatcgra ⊢ φ → ⟨“ ABC ”⟩ ∼ 𝒢 ∠ ⁡ G ⟨“ DEF ”⟩

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cgracol.p ⊢ P = Base G
2 cgracol.i ⊢ I = Itv ⁡ G
3 cgracol.m ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
4 cgracol.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
5 cgracol.a ⊢ φ → A ∈ P
6 cgracol.b ⊢ φ → B ∈ P
7 cgracol.c ⊢ φ → C ∈ P
8 cgracol.d ⊢ φ → D ∈ P
9 cgracol.e ⊢ φ → E ∈ P
10 cgracol.f ⊢ φ → F ∈ P
11 flatcgra.1 ⊢ φ → B ∈ A I C
12 flatcgra.2 ⊢ φ → E ∈ D I F
13 flatcgra.3 ⊢ φ → A ≠ B
14 flatcgra.4 ⊢ φ → C ≠ B
15 flatcgra.5 ⊢ φ → D ≠ E
16 flatcgra.6 ⊢ φ → F ≠ E
17 eqid ⊢ ∼ 𝒢 ⁡ G = ∼ 𝒢 ⁡ G
18 4 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → G ∈ 𝒢 Tarski
19 5 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → A ∈ P
20 6 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → B ∈ P
21 7 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → C ∈ P
22 simpllr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → x ∈ P
23 9 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → E ∈ P
24 simplr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → y ∈ P
25 simprlr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → E - ˙ x = B - ˙ A
26 1 3 2 18 23 22 20 19 25 tgcgrcomlr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → x - ˙ E = A - ˙ B
27 26 eqcomd ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → A - ˙ B = x - ˙ E
28 simprrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → E - ˙ y = B - ˙ C
29 28 eqcomd ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → B - ˙ C = E - ˙ y
30 10 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → F ∈ P
31 8 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → D ∈ P
32 16 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → F ≠ E
33 15 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → D ≠ E
34 1 3 2 4 8 9 10 12 tgbtwncom ⊢ φ → E ∈ F I D
35 34 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → E ∈ F I D
36 simprll ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → E ∈ F I x
37 simprrl ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → E ∈ D I y
38 1 2 18 30 23 31 22 24 32 33 35 36 37 tgbtwnconn22 ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → E ∈ x I y
39 11 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → B ∈ A I C
40 1 3 2 18 22 23 24 19 20 21 38 39 26 28 tgcgrextend ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → x - ˙ y = A - ˙ C
41 40 eqcomd ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → A - ˙ C = x - ˙ y
42 1 3 2 18 19 21 22 24 41 tgcgrcomlr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → C - ˙ A = y - ˙ x
43 1 3 17 18 19 20 21 22 23 24 27 29 42 trgcgr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → ⟨“ ABC ”⟩ ∼ 𝒢 ⁡ G ⟨“ xEy ”⟩
44 25 eqcomd ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → B - ˙ A = E - ˙ x
45 13 necomd ⊢ φ → B ≠ A
46 45 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → B ≠ A
47 1 3 2 18 20 19 23 22 44 46 tgcgrneq ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → E ≠ x
48 47 necomd ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → x ≠ E
49 1 2 18 30 23 22 31 32 36 35 tgbtwnconn2 ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → x ∈ E I D ∨ D ∈ E I x
50 48 33 49 3jca ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → x ≠ E ∧ D ≠ E ∧ x ∈ E I D ∨ D ∈ E I x
51 eqid ⊢ hl 𝒢 ⁡ G = hl 𝒢 ⁡ G
52 1 2 51 22 31 23 18 ishlg ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → x hl 𝒢 ⁡ G ⁡ E D ↔ x ≠ E ∧ D ≠ E ∧ x ∈ E I D ∨ D ∈ E I x
53 50 52 mpbird ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → x hl 𝒢 ⁡ G ⁡ E D
54 14 necomd ⊢ φ → B ≠ C
55 54 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → B ≠ C
56 1 3 2 18 20 21 23 24 29 55 tgcgrneq ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → E ≠ y
57 56 necomd ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → y ≠ E
58 12 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → E ∈ D I F
59 1 2 18 31 23 24 30 33 37 58 tgbtwnconn2 ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → y ∈ E I F ∨ F ∈ E I y
60 57 32 59 3jca ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → y ≠ E ∧ F ≠ E ∧ y ∈ E I F ∨ F ∈ E I y
61 1 2 51 24 30 23 18 ishlg ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → y hl 𝒢 ⁡ G ⁡ E F ↔ y ≠ E ∧ F ≠ E ∧ y ∈ E I F ∨ F ∈ E I y
62 60 61 mpbird ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → y hl 𝒢 ⁡ G ⁡ E F
63 43 53 62 3jca ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C → ⟨“ ABC ”⟩ ∼ 𝒢 ⁡ G ⟨“ xEy ”⟩ ∧ x hl 𝒢 ⁡ G ⁡ E D ∧ y hl 𝒢 ⁡ G ⁡ E F
64 1 3 2 4 10 9 6 5 axtgsegcon ⊢ φ → ∃ x ∈ P E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A
65 1 3 2 4 8 9 6 7 axtgsegcon ⊢ φ → ∃ y ∈ P E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C
66 reeanv ⊢ ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C ↔ ∃ x ∈ P E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ ∃ y ∈ P E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C
67 64 65 66 sylanbrc ⊢ φ → ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P E ∈ F I x ∧ E - ˙ x = B - ˙ A ∧ E ∈ D I y ∧ E - ˙ y = B - ˙ C
68 63 67 reximddv2 ⊢ φ → ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P ⟨“ ABC ”⟩ ∼ 𝒢 ⁡ G ⟨“ xEy ”⟩ ∧ x hl 𝒢 ⁡ G ⁡ E D ∧ y hl 𝒢 ⁡ G ⁡ E F
69 1 2 51 4 5 6 7 8 9 10 iscgra ⊢ φ → ⟨“ ABC ”⟩ ∼ 𝒢 ∠ ⁡ G ⟨“ DEF ”⟩ ↔ ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P ⟨“ ABC ”⟩ ∼ 𝒢 ⁡ G ⟨“ xEy ”⟩ ∧ x hl 𝒢 ⁡ G ⁡ E D ∧ y hl 𝒢 ⁡ G ⁡ E F
70 68 69 mpbird ⊢ φ → ⟨“ ABC ”⟩ ∼ 𝒢 ∠ ⁡ G ⟨“ DEF ”⟩