Metamath Proof Explorer


Theorem iscgra

Description: Property for two angles ABC and DEF to be congruent. This is a modified version of the definition 11.3 of Schwabhauser p. 95. where the number of constructed points has been reduced to two. We chose this version rather than the textbook version because it is shorter and therefore simpler to work with. Theorem dfcgra2 shows that those definitions are indeed equivalent. (Contributed by Thierry Arnoux, 31-Jul-2020)

Ref Expression
Hypotheses iscgra.p P = Base G
iscgra.i I = Itv G
iscgra.k K = hl 𝒢 G
iscgra.g φ G 𝒢 Tarski
iscgra.a φ A P
iscgra.b φ B P
iscgra.c φ C P
iscgra.d φ D P
iscgra.e φ E P
iscgra.f φ F P
Assertion iscgra φ ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ DEF ”⟩ x P y P ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ xEy ”⟩ x K E D y K E F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 iscgra.p P = Base G
2 iscgra.i I = Itv G
3 iscgra.k K = hl 𝒢 G
4 iscgra.g φ G 𝒢 Tarski
5 iscgra.a φ A P
6 iscgra.b φ B P
7 iscgra.c φ C P
8 iscgra.d φ D P
9 iscgra.e φ E P
10 iscgra.f φ F P
11 simpl a = ⟨“ ABC ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩ a = ⟨“ ABC ”⟩
12 eqidd a = ⟨“ ABC ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩ x = x
13 simpr a = ⟨“ ABC ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩
14 13 fveq1d a = ⟨“ ABC ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩ b 1 = ⟨“ DEF ”⟩ 1
15 eqidd a = ⟨“ ABC ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩ y = y
16 12 14 15 s3eqd a = ⟨“ ABC ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩ ⟨“ x b 1 y ”⟩ = ⟨“ x ⟨“ DEF ”⟩ 1 y ”⟩
17 11 16 breq12d a = ⟨“ ABC ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩ a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ x ⟨“ DEF ”⟩ 1 y ”⟩
18 14 fveq2d a = ⟨“ ABC ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩ K b 1 = K ⟨“ DEF ”⟩ 1
19 13 fveq1d a = ⟨“ ABC ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩ b 0 = ⟨“ DEF ”⟩ 0
20 12 18 19 breq123d a = ⟨“ ABC ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩ x K b 1 b 0 x K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 0
21 13 fveq1d a = ⟨“ ABC ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩ b 2 = ⟨“ DEF ”⟩ 2
22 15 18 21 breq123d a = ⟨“ ABC ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩ y K b 1 b 2 y K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 2
23 17 20 22 3anbi123d a = ⟨“ ABC ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩ a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ x ⟨“ DEF ”⟩ 1 y ”⟩ x K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 0 y K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 2
24 23 2rexbidv a = ⟨“ ABC ”⟩ b = ⟨“ DEF ”⟩ x P y P a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 x P y P ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ x ⟨“ DEF ”⟩ 1 y ”⟩ x K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 0 y K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 2
25 eqid a b | a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 = a b | a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2
26 24 25 brab2a ⟨“ ABC ”⟩ a b | a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 ⟨“ DEF ”⟩ ⟨“ ABC ”⟩ P 0 ..^ 3 ⟨“ DEF ”⟩ P 0 ..^ 3 x P y P ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ x ⟨“ DEF ”⟩ 1 y ”⟩ x K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 0 y K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 2
27 eqidd φ x P y P x = x
28 s3fv1 E P ⟨“ DEF ”⟩ 1 = E
29 9 28 syl φ ⟨“ DEF ”⟩ 1 = E
30 29 adantr φ x P y P ⟨“ DEF ”⟩ 1 = E
31 eqidd φ x P y P y = y
32 27 30 31 s3eqd φ x P y P ⟨“ x ⟨“ DEF ”⟩ 1 y ”⟩ = ⟨“ xEy ”⟩
33 32 breq2d φ x P y P ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ x ⟨“ DEF ”⟩ 1 y ”⟩ ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ xEy ”⟩
34 30 fveq2d φ x P y P K ⟨“ DEF ”⟩ 1 = K E
35 s3fv0 D P ⟨“ DEF ”⟩ 0 = D
36 8 35 syl φ ⟨“ DEF ”⟩ 0 = D
37 36 adantr φ x P y P ⟨“ DEF ”⟩ 0 = D
38 27 34 37 breq123d φ x P y P x K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 0 x K E D
39 s3fv2 F P ⟨“ DEF ”⟩ 2 = F
40 10 39 syl φ ⟨“ DEF ”⟩ 2 = F
41 40 adantr φ x P y P ⟨“ DEF ”⟩ 2 = F
42 31 34 41 breq123d φ x P y P y K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 2 y K E F
43 33 38 42 3anbi123d φ x P y P ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ x ⟨“ DEF ”⟩ 1 y ”⟩ x K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 0 y K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 2 ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ xEy ”⟩ x K E D y K E F
44 43 2rexbidva φ x P y P ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ x ⟨“ DEF ”⟩ 1 y ”⟩ x K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 0 y K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 2 x P y P ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ xEy ”⟩ x K E D y K E F
45 44 anbi2d φ ⟨“ ABC ”⟩ P 0 ..^ 3 ⟨“ DEF ”⟩ P 0 ..^ 3 x P y P ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ x ⟨“ DEF ”⟩ 1 y ”⟩ x K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 0 y K ⟨“ DEF ”⟩ 1 ⟨“ DEF ”⟩ 2 ⟨“ ABC ”⟩ P 0 ..^ 3 ⟨“ DEF ”⟩ P 0 ..^ 3 x P y P ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ xEy ”⟩ x K E D y K E F
46 26 45 syl5bb φ ⟨“ ABC ”⟩ a b | a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 ⟨“ DEF ”⟩ ⟨“ ABC ”⟩ P 0 ..^ 3 ⟨“ DEF ”⟩ P 0 ..^ 3 x P y P ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ xEy ”⟩ x K E D y K E F
47 elex G 𝒢 Tarski G V
48 simpl p = P k = K p = P
49 48 eqcomd p = P k = K P = p
50 49 oveq1d p = P k = K P 0 ..^ 3 = p 0 ..^ 3
51 50 eleq2d p = P k = K a P 0 ..^ 3 a p 0 ..^ 3
52 50 eleq2d p = P k = K b P 0 ..^ 3 b p 0 ..^ 3
53 51 52 anbi12d p = P k = K a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 a p 0 ..^ 3 b p 0 ..^ 3
54 simpr p = P k = K k = K
55 54 fveq1d p = P k = K k b 1 = K b 1
56 55 breqd p = P k = K x k b 1 b 0 x K b 1 b 0
57 55 breqd p = P k = K y k b 1 b 2 y K b 1 b 2
58 56 57 3anbi23d p = P k = K a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x k b 1 b 0 y k b 1 b 2 a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2
59 58 bicomd p = P k = K a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x k b 1 b 0 y k b 1 b 2
60 49 59 rexeqbidv p = P k = K y P a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 y p a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x k b 1 b 0 y k b 1 b 2
61 49 60 rexeqbidv p = P k = K x P y P a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 x p y p a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x k b 1 b 0 y k b 1 b 2
62 53 61 anbi12d p = P k = K a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 a p 0 ..^ 3 b p 0 ..^ 3 x p y p a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x k b 1 b 0 y k b 1 b 2
63 1 3 62 sbcie2s g = G [˙Base g / p]˙ [˙ hl 𝒢 g / k]˙ a p 0 ..^ 3 b p 0 ..^ 3 x p y p a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x k b 1 b 0 y k b 1 b 2 a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2
64 63 opabbidv g = G a b | [˙Base g / p]˙ [˙ hl 𝒢 g / k]˙ a p 0 ..^ 3 b p 0 ..^ 3 x p y p a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x k b 1 b 0 y k b 1 b 2 = a b | a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2
65 fveq2 g = G 𝒢 g = 𝒢 G
66 65 breqd g = G a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩
67 66 3anbi1d g = G a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2
68 67 2rexbidv g = G x P y P a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 x P y P a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2
69 68 anbi2d g = G a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2
70 69 opabbidv g = G a b | a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 = a b | a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2
71 64 70 eqtrd g = G a b | [˙Base g / p]˙ [˙ hl 𝒢 g / k]˙ a p 0 ..^ 3 b p 0 ..^ 3 x p y p a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x k b 1 b 0 y k b 1 b 2 = a b | a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2
72 df-cgra 𝒢 = g V a b | [˙Base g / p]˙ [˙ hl 𝒢 g / k]˙ a p 0 ..^ 3 b p 0 ..^ 3 x p y p a 𝒢 g ⟨“ x b 1 y ”⟩ x k b 1 b 0 y k b 1 b 2
73 ovex P 0 ..^ 3 V
74 73 73 xpex P 0 ..^ 3 × P 0 ..^ 3 V
75 opabssxp a b | a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 P 0 ..^ 3 × P 0 ..^ 3
76 74 75 ssexi a b | a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 V
77 71 72 76 fvmpt G V 𝒢 G = a b | a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2
78 4 47 77 3syl φ 𝒢 G = a b | a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2
79 78 breqd φ ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ DEF ”⟩ ⟨“ ABC ”⟩ a b | a P 0 ..^ 3 b P 0 ..^ 3 x P y P a 𝒢 G ⟨“ x b 1 y ”⟩ x K b 1 b 0 y K b 1 b 2 ⟨“ DEF ”⟩
80 5 6 7 s3cld φ ⟨“ ABC ”⟩ Word P
81 s3len ⟨“ ABC ”⟩ = 3
82 1 fvexi P V
83 3nn0 3 0
84 wrdmap P V 3 0 ⟨“ ABC ”⟩ Word P ⟨“ ABC ”⟩ = 3 ⟨“ ABC ”⟩ P 0 ..^ 3
85 82 83 84 mp2an ⟨“ ABC ”⟩ Word P ⟨“ ABC ”⟩ = 3 ⟨“ ABC ”⟩ P 0 ..^ 3
86 80 81 85 sylanblc φ ⟨“ ABC ”⟩ P 0 ..^ 3
87 8 9 10 s3cld φ ⟨“ DEF ”⟩ Word P
88 s3len ⟨“ DEF ”⟩ = 3
89 wrdmap P V 3 0 ⟨“ DEF ”⟩ Word P ⟨“ DEF ”⟩ = 3 ⟨“ DEF ”⟩ P 0 ..^ 3
90 82 83 89 mp2an ⟨“ DEF ”⟩ Word P ⟨“ DEF ”⟩ = 3 ⟨“ DEF ”⟩ P 0 ..^ 3
91 87 88 90 sylanblc φ ⟨“ DEF ”⟩ P 0 ..^ 3
92 86 91 jca φ ⟨“ ABC ”⟩ P 0 ..^ 3 ⟨“ DEF ”⟩ P 0 ..^ 3
93 92 biantrurd φ x P y P ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ xEy ”⟩ x K E D y K E F ⟨“ ABC ”⟩ P 0 ..^ 3 ⟨“ DEF ”⟩ P 0 ..^ 3 x P y P ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ xEy ”⟩ x K E D y K E F
94 46 79 93 3bitr4d φ ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ DEF ”⟩ x P y P ⟨“ ABC ”⟩ 𝒢 G ⟨“ xEy ”⟩ x K E D y K E F