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Theorem hilbert1.2

Description: There is at most one line through any two distinct points. Hilbert's axiom I.2 for geometry. (Contributed by Scott Fenton, 29-Oct-2013) (Revised by NM, 17-Jun-2017)

Ref Expression
Assertion hilbert1.2 ⊢ P ≠ Q → ∃* x ∈ LinesEE P ∈ x ∧ Q ∈ x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 an4 ⊢ x ∈ LinesEE ∧ y ∈ LinesEE ∧ P ∈ x ∧ Q ∈ x ∧ P ∈ y ∧ Q ∈ y ↔ x ∈ LinesEE ∧ P ∈ x ∧ Q ∈ x ∧ y ∈ LinesEE ∧ P ∈ y ∧ Q ∈ y
2 simprl ⊢ P ≠ Q ∧ x ∈ LinesEE ∧ P ∈ x ∧ Q ∈ x → x ∈ LinesEE
3 simprr ⊢ P ≠ Q ∧ x ∈ LinesEE ∧ P ∈ x ∧ Q ∈ x → P ∈ x ∧ Q ∈ x
4 simpl ⊢ P ≠ Q ∧ x ∈ LinesEE ∧ P ∈ x ∧ Q ∈ x → P ≠ Q
5 linethru ⊢ x ∈ LinesEE ∧ P ∈ x ∧ Q ∈ x ∧ P ≠ Q → x = P Line Q
6 2 3 4 5 syl3anc ⊢ P ≠ Q ∧ x ∈ LinesEE ∧ P ∈ x ∧ Q ∈ x → x = P Line Q
7 6 ex ⊢ P ≠ Q → x ∈ LinesEE ∧ P ∈ x ∧ Q ∈ x → x = P Line Q
8 simprl ⊢ P ≠ Q ∧ y ∈ LinesEE ∧ P ∈ y ∧ Q ∈ y → y ∈ LinesEE
9 simprr ⊢ P ≠ Q ∧ y ∈ LinesEE ∧ P ∈ y ∧ Q ∈ y → P ∈ y ∧ Q ∈ y
10 simpl ⊢ P ≠ Q ∧ y ∈ LinesEE ∧ P ∈ y ∧ Q ∈ y → P ≠ Q
11 linethru ⊢ y ∈ LinesEE ∧ P ∈ y ∧ Q ∈ y ∧ P ≠ Q → y = P Line Q
12 8 9 10 11 syl3anc ⊢ P ≠ Q ∧ y ∈ LinesEE ∧ P ∈ y ∧ Q ∈ y → y = P Line Q
13 12 ex ⊢ P ≠ Q → y ∈ LinesEE ∧ P ∈ y ∧ Q ∈ y → y = P Line Q
14 7 13 anim12d ⊢ P ≠ Q → x ∈ LinesEE ∧ P ∈ x ∧ Q ∈ x ∧ y ∈ LinesEE ∧ P ∈ y ∧ Q ∈ y → x = P Line Q ∧ y = P Line Q
15 eqtr3 ⊢ x = P Line Q ∧ y = P Line Q → x = y
16 14 15 syl6 ⊢ P ≠ Q → x ∈ LinesEE ∧ P ∈ x ∧ Q ∈ x ∧ y ∈ LinesEE ∧ P ∈ y ∧ Q ∈ y → x = y
17 1 16 biimtrid ⊢ P ≠ Q → x ∈ LinesEE ∧ y ∈ LinesEE ∧ P ∈ x ∧ Q ∈ x ∧ P ∈ y ∧ Q ∈ y → x = y
18 17 expd ⊢ P ≠ Q → x ∈ LinesEE ∧ y ∈ LinesEE → P ∈ x ∧ Q ∈ x ∧ P ∈ y ∧ Q ∈ y → x = y
19 18 ralrimivv ⊢ P ≠ Q → ∀ x ∈ LinesEE ∀ y ∈ LinesEE P ∈ x ∧ Q ∈ x ∧ P ∈ y ∧ Q ∈ y → x = y
20 eleq2w ⊢ x = y → P ∈ x ↔ P ∈ y
21 eleq2w ⊢ x = y → Q ∈ x ↔ Q ∈ y
22 20 21 anbi12d ⊢ x = y → P ∈ x ∧ Q ∈ x ↔ P ∈ y ∧ Q ∈ y
23 22 rmo4 ⊢ ∃* x ∈ LinesEE P ∈ x ∧ Q ∈ x ↔ ∀ x ∈ LinesEE ∀ y ∈ LinesEE P ∈ x ∧ Q ∈ x ∧ P ∈ y ∧ Q ∈ y → x = y
24 19 23 sylibr ⊢ P ≠ Q → ∃* x ∈ LinesEE P ∈ x ∧ Q ∈ x