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Theorem footexlem1

Description: Lemma for footex . (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Oct-2019) (Revised by Thierry Arnoux, 1-Jul-2023)

Ref Expression
Hypotheses isperp.p ⊢ P = Base G
isperp.d ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
isperp.i ⊢ I = Itv ⁡ G
isperp.l ⊢ L = Line 𝒢 ⁡ G
isperp.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
isperp.a ⊢ φ → A ∈ ran ⁡ L
foot.x ⊢ φ → C ∈ P
foot.y ⊢ φ → ¬ C ∈ A
footexlem.e ⊢ φ → E ∈ P
footexlem.f ⊢ φ → F ∈ P
footexlem.r ⊢ φ → R ∈ P
footexlem.x ⊢ φ → X ∈ P
footexlem.y ⊢ φ → Y ∈ P
footexlem.z ⊢ φ → Z ∈ P
footexlem.d ⊢ φ → D ∈ P
footexlem.1 ⊢ φ → A = E L F
footexlem.2 ⊢ φ → E ≠ F
footexlem.3 ⊢ φ → E ∈ F I Y
footexlem.4 ⊢ φ → E - ˙ Y = E - ˙ C
footexlem.5 ⊢ φ → C = pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y
footexlem.6 ⊢ φ → Y ∈ E I Z
footexlem.7 ⊢ φ → Y - ˙ Z = Y - ˙ R
footexlem.q ⊢ φ → Q ∈ P
footexlem.8 ⊢ φ → Y ∈ R I Q
footexlem.9 ⊢ φ → Y - ˙ Q = Y - ˙ E
footexlem.10 ⊢ φ → Y ∈ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z ⁡ Q I D
footexlem.11 ⊢ φ → Y - ˙ D = Y - ˙ C
footexlem.12 ⊢ φ → D = pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ X ⁡ C
Assertion footexlem1 ⊢ φ → X ∈ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isperp.p ⊢ P = Base G
2 isperp.d ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
3 isperp.i ⊢ I = Itv ⁡ G
4 isperp.l ⊢ L = Line 𝒢 ⁡ G
5 isperp.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
6 isperp.a ⊢ φ → A ∈ ran ⁡ L
7 foot.x ⊢ φ → C ∈ P
8 foot.y ⊢ φ → ¬ C ∈ A
9 footexlem.e ⊢ φ → E ∈ P
10 footexlem.f ⊢ φ → F ∈ P
11 footexlem.r ⊢ φ → R ∈ P
12 footexlem.x ⊢ φ → X ∈ P
13 footexlem.y ⊢ φ → Y ∈ P
14 footexlem.z ⊢ φ → Z ∈ P
15 footexlem.d ⊢ φ → D ∈ P
16 footexlem.1 ⊢ φ → A = E L F
17 footexlem.2 ⊢ φ → E ≠ F
18 footexlem.3 ⊢ φ → E ∈ F I Y
19 footexlem.4 ⊢ φ → E - ˙ Y = E - ˙ C
20 footexlem.5 ⊢ φ → C = pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y
21 footexlem.6 ⊢ φ → Y ∈ E I Z
22 footexlem.7 ⊢ φ → Y - ˙ Z = Y - ˙ R
23 footexlem.q ⊢ φ → Q ∈ P
24 footexlem.8 ⊢ φ → Y ∈ R I Q
25 footexlem.9 ⊢ φ → Y - ˙ Q = Y - ˙ E
26 footexlem.10 ⊢ φ → Y ∈ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z ⁡ Q I D
27 footexlem.11 ⊢ φ → Y - ˙ D = Y - ˙ C
28 footexlem.12 ⊢ φ → D = pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ X ⁡ C
29 22 eqcomd ⊢ φ → Y - ˙ R = Y - ˙ Z
30 17 necomd ⊢ φ → F ≠ E
31 1 3 4 5 10 9 13 30 18 btwnlng3 ⊢ φ → Y ∈ F L E
32 1 3 4 5 9 10 13 17 31 lncom ⊢ φ → Y ∈ E L F
33 32 16 eleqtrrd ⊢ φ → Y ∈ A
34 nelne2 ⊢ Y ∈ A ∧ ¬ C ∈ A → Y ≠ C
35 33 8 34 syl2anc ⊢ φ → Y ≠ C
36 35 necomd ⊢ φ → C ≠ Y
37 20 36 eqnetrrd ⊢ φ → pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y ≠ Y
38 eqid ⊢ pInv 𝒢 ⁡ G = pInv 𝒢 ⁡ G
39 eqid ⊢ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R = pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R
40 1 2 3 4 38 5 11 39 13 mirinv ⊢ φ → pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y = Y ↔ R = Y
41 40 necon3bid ⊢ φ → pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y ≠ Y ↔ R ≠ Y
42 37 41 mpbid ⊢ φ → R ≠ Y
43 42 necomd ⊢ φ → Y ≠ R
44 1 2 3 5 13 11 13 14 29 43 tgcgrneq ⊢ φ → Y ≠ Z
45 44 necomd ⊢ φ → Z ≠ Y
46 eqid ⊢ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z = pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z
47 eqid ⊢ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ X = pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ X
48 1 2 3 4 38 5 14 46 23 mircl ⊢ φ → pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z ⁡ Q ∈ P
49 1 2 3 4 38 5 11 39 13 mirbtwn ⊢ φ → R ∈ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y I Y
50 20 oveq1d ⊢ φ → C I Y = pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y I Y
51 49 50 eleqtrrd ⊢ φ → R ∈ C I Y
52 1 2 3 5 7 11 13 23 42 51 24 tgbtwnouttr2 ⊢ φ → Y ∈ C I Q
53 1 2 3 5 7 13 23 52 tgbtwncom ⊢ φ → Y ∈ Q I C
54 eqid ⊢ ∼ 𝒢 ⁡ G = ∼ 𝒢 ⁡ G
55 20 oveq2d ⊢ φ → E - ˙ C = E - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y
56 19 55 eqtrd ⊢ φ → E - ˙ Y = E - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y
57 1 2 3 4 38 5 9 11 13 israg ⊢ φ → ⟨“ ERY ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G ↔ E - ˙ Y = E - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y
58 56 57 mpbird ⊢ φ → ⟨“ ERY ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
59 1 2 3 5 9 13 9 7 19 tgcgrcomlr ⊢ φ → Y - ˙ E = C - ˙ E
60 25 59 eqtr2d ⊢ φ → C - ˙ E = Y - ˙ Q
61 1 3 4 5 9 10 17 tglinerflx1 ⊢ φ → E ∈ E L F
62 61 16 eleqtrrd ⊢ φ → E ∈ A
63 nelne2 ⊢ E ∈ A ∧ ¬ C ∈ A → E ≠ C
64 62 8 63 syl2anc ⊢ φ → E ≠ C
65 64 necomd ⊢ φ → C ≠ E
66 1 2 3 5 7 9 13 23 60 65 tgcgrneq ⊢ φ → Y ≠ Q
67 66 necomd ⊢ φ → Q ≠ Y
68 1 2 3 5 11 13 23 24 tgbtwncom ⊢ φ → Y ∈ Q I R
69 1 2 3 5 13 23 13 9 25 tgcgrcomlr ⊢ φ → Q - ˙ Y = E - ˙ Y
70 1 2 3 5 23 9 axtgcgrrflx ⊢ φ → Q - ˙ E = E - ˙ Q
71 25 eqcomd ⊢ φ → Y - ˙ E = Y - ˙ Q
72 1 2 3 5 23 13 11 9 13 14 9 23 67 68 21 69 29 70 71 axtg5seg ⊢ φ → R - ˙ E = Z - ˙ Q
73 1 2 3 5 11 9 14 23 72 tgcgrcomlr ⊢ φ → E - ˙ R = Q - ˙ Z
74 1 2 3 5 13 11 13 14 29 tgcgrcomlr ⊢ φ → R - ˙ Y = Z - ˙ Y
75 1 2 54 5 9 11 13 23 14 13 73 74 71 trgcgr ⊢ φ → ⟨“ ERY ”⟩ ∼ 𝒢 ⁡ G ⟨“ QZY ”⟩
76 1 2 3 4 38 5 9 11 13 54 23 14 13 58 75 ragcgr ⊢ φ → ⟨“ QZY ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
77 1 2 3 4 38 5 23 14 13 76 ragcom ⊢ φ → ⟨“ YZQ ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
78 1 2 3 4 38 5 13 14 23 israg ⊢ φ → ⟨“ YZQ ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G ↔ Y - ˙ Q = Y - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z ⁡ Q
79 77 78 mpbid ⊢ φ → Y - ˙ Q = Y - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z ⁡ Q
80 27 eqcomd ⊢ φ → Y - ˙ C = Y - ˙ D
81 eqidd ⊢ φ → pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z ⁡ Q = pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z ⁡ Q
82 1 2 3 4 38 5 46 47 23 48 13 7 15 14 12 53 26 79 80 81 28 krippen ⊢ φ → Y ∈ Z I X
83 1 3 4 5 14 13 12 45 82 btwnlng3 ⊢ φ → X ∈ Z L Y
84 1 3 4 5 13 14 12 44 83 lncom ⊢ φ → X ∈ Y L Z
85 19 eqcomd ⊢ φ → E - ˙ C = E - ˙ Y
86 1 2 3 5 9 7 9 13 85 64 tgcgrneq ⊢ φ → E ≠ Y
87 1 3 4 5 9 13 14 86 21 btwnlng3 ⊢ φ → Z ∈ E L Y
88 1 3 4 5 9 13 86 86 6 62 33 tglinethru ⊢ φ → A = E L Y
89 87 88 eleqtrrd ⊢ φ → Z ∈ A
90 1 3 4 5 13 14 44 44 6 33 89 tglinethru ⊢ φ → A = Y L Z
91 84 90 eleqtrrd ⊢ φ → X ∈ A