Metamath Proof Explorer


Theorem footexlem2

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 footexlem2 ⊢ φ → C L X ⟂ 𝒢 ⁡ G 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 footexlem1 ⊢ φ → X ∈ A
30 nelne2 ⊢ X ∈ A ∧ ¬ C ∈ A → X ≠ C
31 29 8 30 syl2anc ⊢ φ → X ≠ C
32 31 necomd ⊢ φ → C ≠ X
33 1 3 4 5 7 12 32 tgelrnln ⊢ φ → C L X ∈ ran ⁡ L
34 1 3 4 5 7 12 32 tglinerflx2 ⊢ φ → X ∈ C L X
35 34 29 elind ⊢ φ → X ∈ C L X ∩ A
36 1 3 4 5 7 12 32 tglinerflx1 ⊢ φ → C ∈ C L X
37 17 necomd ⊢ φ → F ≠ E
38 1 3 4 5 10 9 13 37 18 btwnlng3 ⊢ φ → Y ∈ F L E
39 1 3 4 5 9 10 13 17 38 lncom ⊢ φ → Y ∈ E L F
40 39 16 eleqtrrd ⊢ φ → Y ∈ A
41 eqid ⊢ pInv 𝒢 ⁡ G = pInv 𝒢 ⁡ G
42 5 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → G ∈ 𝒢 Tarski
43 9 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → E ∈ P
44 13 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → Y ∈ P
45 11 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → R ∈ P
46 7 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → C ∈ P
47 eqidd ⊢ φ ∧ Y = X → C = C
48 simpr ⊢ φ ∧ Y = X → Y = X
49 eqidd ⊢ φ ∧ Y = X → E = E
50 47 48 49 s3eqd ⊢ φ ∧ Y = X → ⟨“ CYE ”⟩ = ⟨“ CXE ”⟩
51 12 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → X ∈ P
52 14 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → Z ∈ P
53 eqid ⊢ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z = pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z
54 1 2 3 4 41 5 14 53 23 mircl ⊢ φ → pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z ⁡ Q ∈ P
55 1 2 3 5 9 13 9 7 19 tgcgrcomlr ⊢ φ → Y - ˙ E = C - ˙ E
56 25 55 eqtr2d ⊢ φ → C - ˙ E = Y - ˙ Q
57 1 3 4 5 9 10 17 tglinerflx1 ⊢ φ → E ∈ E L F
58 57 16 eleqtrrd ⊢ φ → E ∈ A
59 nelne2 ⊢ E ∈ A ∧ ¬ C ∈ A → E ≠ C
60 58 8 59 syl2anc ⊢ φ → E ≠ C
61 60 necomd ⊢ φ → C ≠ E
62 1 2 3 5 7 9 13 23 56 61 tgcgrneq ⊢ φ → Y ≠ Q
63 62 necomd ⊢ φ → Q ≠ Y
64 nelne2 ⊢ Y ∈ A ∧ ¬ C ∈ A → Y ≠ C
65 40 8 64 syl2anc ⊢ φ → Y ≠ C
66 65 necomd ⊢ φ → C ≠ Y
67 20 66 eqnetrrd ⊢ φ → pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y ≠ Y
68 eqid ⊢ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R = pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R
69 1 2 3 4 41 5 11 68 13 mirinv ⊢ φ → pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y = Y ↔ R = Y
70 69 necon3bid ⊢ φ → pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y ≠ Y ↔ R ≠ Y
71 67 70 mpbid ⊢ φ → R ≠ Y
72 1 2 3 4 41 5 11 68 13 mirbtwn ⊢ φ → R ∈ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y I Y
73 20 oveq1d ⊢ φ → C I Y = pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y I Y
74 72 73 eleqtrrd ⊢ φ → R ∈ C I Y
75 1 2 3 5 7 11 13 23 71 74 24 tgbtwnouttr2 ⊢ φ → Y ∈ C I Q
76 1 2 3 5 7 13 23 75 tgbtwncom ⊢ φ → Y ∈ Q I C
77 eqid ⊢ ∼ 𝒢 ⁡ G = ∼ 𝒢 ⁡ G
78 20 oveq2d ⊢ φ → E - ˙ C = E - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y
79 19 78 eqtrd ⊢ φ → E - ˙ Y = E - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y
80 1 2 3 4 41 5 9 11 13 israg ⊢ φ → ⟨“ ERY ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G ↔ E - ˙ Y = E - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ R ⁡ Y
81 79 80 mpbird ⊢ φ → ⟨“ ERY ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
82 1 2 3 5 11 13 23 24 tgbtwncom ⊢ φ → Y ∈ Q I R
83 1 2 3 5 13 23 13 9 25 tgcgrcomlr ⊢ φ → Q - ˙ Y = E - ˙ Y
84 22 eqcomd ⊢ φ → Y - ˙ R = Y - ˙ Z
85 1 2 3 5 23 9 axtgcgrrflx ⊢ φ → Q - ˙ E = E - ˙ Q
86 25 eqcomd ⊢ φ → Y - ˙ E = Y - ˙ Q
87 1 2 3 5 23 13 11 9 13 14 9 23 63 82 21 83 84 85 86 axtg5seg ⊢ φ → R - ˙ E = Z - ˙ Q
88 1 2 3 5 11 9 14 23 87 tgcgrcomlr ⊢ φ → E - ˙ R = Q - ˙ Z
89 1 2 3 5 13 11 13 14 84 tgcgrcomlr ⊢ φ → R - ˙ Y = Z - ˙ Y
90 1 2 77 5 9 11 13 23 14 13 88 89 86 trgcgr ⊢ φ → ⟨“ ERY ”⟩ ∼ 𝒢 ⁡ G ⟨“ QZY ”⟩
91 1 2 3 4 41 5 9 11 13 77 23 14 13 81 90 ragcgr ⊢ φ → ⟨“ QZY ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
92 1 2 3 4 41 5 23 14 13 91 ragcom ⊢ φ → ⟨“ YZQ ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
93 1 2 3 4 41 5 13 14 23 israg ⊢ φ → ⟨“ YZQ ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G ↔ Y - ˙ Q = Y - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z ⁡ Q
94 92 93 mpbid ⊢ φ → Y - ˙ Q = Y - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z ⁡ Q
95 1 2 3 5 13 23 13 54 94 tgcgrcomlr ⊢ φ → Q - ˙ Y = pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z ⁡ Q - ˙ Y
96 27 eqcomd ⊢ φ → Y - ˙ C = Y - ˙ D
97 1 2 3 4 41 5 14 53 23 mircgr ⊢ φ → Z - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z ⁡ Q = Z - ˙ Q
98 97 eqcomd ⊢ φ → Z - ˙ Q = Z - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z ⁡ Q
99 1 2 3 5 14 23 14 54 98 tgcgrcomlr ⊢ φ → Q - ˙ Z = pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ Z ⁡ Q - ˙ Z
100 eqidd ⊢ φ → Y - ˙ Z = Y - ˙ Z
101 1 2 3 5 23 13 7 54 13 15 14 14 63 76 26 95 96 99 100 axtg5seg ⊢ φ → C - ˙ Z = D - ˙ Z
102 1 2 3 5 7 14 15 14 101 tgcgrcomlr ⊢ φ → Z - ˙ C = Z - ˙ D
103 28 oveq2d ⊢ φ → Z - ˙ D = Z - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ X ⁡ C
104 102 103 eqtrd ⊢ φ → Z - ˙ C = Z - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ X ⁡ C
105 1 2 3 4 41 5 14 12 7 israg ⊢ φ → ⟨“ ZXC ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G ↔ Z - ˙ C = Z - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ X ⁡ C
106 104 105 mpbird ⊢ φ → ⟨“ ZXC ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
107 106 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → ⟨“ ZXC ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
108 71 necomd ⊢ φ → Y ≠ R
109 1 2 3 5 13 11 13 14 84 108 tgcgrneq ⊢ φ → Y ≠ Z
110 109 necomd ⊢ φ → Z ≠ Y
111 110 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → Z ≠ Y
112 111 48 neeqtrd ⊢ φ ∧ Y = X → Z ≠ X
113 19 eqcomd ⊢ φ → E - ˙ C = E - ˙ Y
114 113 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → E - ˙ C = E - ˙ Y
115 60 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → E ≠ C
116 1 2 3 42 43 46 43 44 114 115 tgcgrneq ⊢ φ ∧ Y = X → E ≠ Y
117 116 necomd ⊢ φ ∧ Y = X → Y ≠ E
118 1 2 3 5 9 7 9 13 113 60 tgcgrneq ⊢ φ → E ≠ Y
119 1 3 4 5 9 13 14 118 21 btwnlng3 ⊢ φ → Z ∈ E L Y
120 119 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → Z ∈ E L Y
121 1 3 4 42 44 43 52 117 120 lncom ⊢ φ ∧ Y = X → Z ∈ Y L E
122 48 oveq1d ⊢ φ ∧ Y = X → Y L E = X L E
123 121 122 eleqtrd ⊢ φ ∧ Y = X → Z ∈ X L E
124 123 orcd ⊢ φ ∧ Y = X → Z ∈ X L E ∨ X = E
125 1 2 3 4 41 42 52 51 46 43 107 112 124 ragcol ⊢ φ ∧ Y = X → ⟨“ EXC ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
126 1 2 3 4 41 42 43 51 46 125 ragcom ⊢ φ ∧ Y = X → ⟨“ CXE ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
127 50 126 eqeltrd ⊢ φ ∧ Y = X → ⟨“ CYE ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
128 66 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → C ≠ Y
129 1 2 3 5 7 11 13 74 tgbtwncom ⊢ φ → R ∈ Y I C
130 1 4 3 5 13 11 7 129 btwncolg3 ⊢ φ → C ∈ Y L R ∨ Y = R
131 130 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → C ∈ Y L R ∨ Y = R
132 1 2 3 4 41 42 46 44 43 45 127 128 131 ragcol ⊢ φ ∧ Y = X → ⟨“ RYE ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
133 1 2 3 4 41 42 45 44 43 132 ragcom ⊢ φ ∧ Y = X → ⟨“ EYR ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
134 81 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → ⟨“ ERY ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
135 1 2 3 4 41 42 43 44 45 133 134 ragflat ⊢ φ ∧ Y = X → Y = R
136 108 adantr ⊢ φ ∧ Y = X → Y ≠ R
137 136 neneqd ⊢ φ ∧ Y = X → ¬ Y = R
138 135 137 pm2.65da ⊢ φ → ¬ Y = X
139 138 neqned ⊢ φ → Y ≠ X
140 28 oveq2d ⊢ φ → Y - ˙ D = Y - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ X ⁡ C
141 96 140 eqtrd ⊢ φ → Y - ˙ C = Y - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ X ⁡ C
142 1 2 3 4 41 5 13 12 7 israg ⊢ φ → ⟨“ YXC ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G ↔ Y - ˙ C = Y - ˙ pInv 𝒢 ⁡ G ⁡ X ⁡ C
143 141 142 mpbird ⊢ φ → ⟨“ YXC ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
144 1 2 3 4 41 5 13 12 7 143 ragcom ⊢ φ → ⟨“ CXY ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
145 1 2 3 4 5 33 6 35 36 40 32 139 144 ragperp ⊢ φ → C L X ⟂ 𝒢 ⁡ G A