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Theorem istrkg2d

Description: Property of fulfilling dimension 2 axiom. (Contributed by Thierry Arnoux, 29-May-2019) (New usage is discouraged.) (Proof modification is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses istrkg2d.p ⊢ P = Base G
istrkg2d.d ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
istrkg2d.i ⊢ I = Itv ⁡ G
Assertion istrkg2d ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski 2D ↔ G ∈ V ∧ ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P ∃ z ∈ P ¬ z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ∧ ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P x - ˙ u = x - ˙ v ∧ y - ˙ u = y - ˙ v ∧ z - ˙ u = z - ˙ v ∧ u ≠ v → z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 istrkg2d.p ⊢ P = Base G
2 istrkg2d.d ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
3 istrkg2d.i ⊢ I = Itv ⁡ G
4 simp1 ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → p = P
5 4 eqcomd ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → P = p
6 simp3 ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → i = I
7 6 eqcomd ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → I = i
8 7 oveqd ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → x I y = x i y
9 8 eleq2d ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → z ∈ x I y ↔ z ∈ x i y
10 7 oveqd ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → z I y = z i y
11 10 eleq2d ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → x ∈ z I y ↔ x ∈ z i y
12 7 oveqd ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → x I z = x i z
13 12 eleq2d ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → y ∈ x I z ↔ y ∈ x i z
14 9 11 13 3orbi123d ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ↔ z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
15 14 notbid ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → ¬ z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ↔ ¬ z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
16 5 15 rexeqbidv ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → ∃ z ∈ P ¬ z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ↔ ∃ z ∈ p ¬ z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
17 5 16 rexeqbidv ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → ∃ y ∈ P ∃ z ∈ P ¬ z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ↔ ∃ y ∈ p ∃ z ∈ p ¬ z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
18 5 17 rexeqbidv ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P ∃ z ∈ P ¬ z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ↔ ∃ x ∈ p ∃ y ∈ p ∃ z ∈ p ¬ z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
19 simp2 ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → d = - ˙
20 19 eqcomd ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → - ˙ = d
21 20 oveqd ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → x - ˙ u = x d u
22 20 oveqd ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → x - ˙ v = x d v
23 21 22 eqeq12d ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → x - ˙ u = x - ˙ v ↔ x d u = x d v
24 20 oveqd ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → y - ˙ u = y d u
25 20 oveqd ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → y - ˙ v = y d v
26 24 25 eqeq12d ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → y - ˙ u = y - ˙ v ↔ y d u = y d v
27 20 oveqd ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → z - ˙ u = z d u
28 20 oveqd ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → z - ˙ v = z d v
29 27 28 eqeq12d ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → z - ˙ u = z - ˙ v ↔ z d u = z d v
30 23 26 29 3anbi123d ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → x - ˙ u = x - ˙ v ∧ y - ˙ u = y - ˙ v ∧ z - ˙ u = z - ˙ v ↔ x d u = x d v ∧ y d u = y d v ∧ z d u = z d v
31 30 anbi1d ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → x - ˙ u = x - ˙ v ∧ y - ˙ u = y - ˙ v ∧ z - ˙ u = z - ˙ v ∧ u ≠ v ↔ x d u = x d v ∧ y d u = y d v ∧ z d u = z d v ∧ u ≠ v
32 31 14 imbi12d ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → x - ˙ u = x - ˙ v ∧ y - ˙ u = y - ˙ v ∧ z - ˙ u = z - ˙ v ∧ u ≠ v → z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ↔ x d u = x d v ∧ y d u = y d v ∧ z d u = z d v ∧ u ≠ v → z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
33 5 32 raleqbidv ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → ∀ v ∈ P x - ˙ u = x - ˙ v ∧ y - ˙ u = y - ˙ v ∧ z - ˙ u = z - ˙ v ∧ u ≠ v → z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ↔ ∀ v ∈ p x d u = x d v ∧ y d u = y d v ∧ z d u = z d v ∧ u ≠ v → z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
34 5 33 raleqbidv ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P x - ˙ u = x - ˙ v ∧ y - ˙ u = y - ˙ v ∧ z - ˙ u = z - ˙ v ∧ u ≠ v → z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ↔ ∀ u ∈ p ∀ v ∈ p x d u = x d v ∧ y d u = y d v ∧ z d u = z d v ∧ u ≠ v → z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
35 5 34 raleqbidv ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P x - ˙ u = x - ˙ v ∧ y - ˙ u = y - ˙ v ∧ z - ˙ u = z - ˙ v ∧ u ≠ v → z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ↔ ∀ z ∈ p ∀ u ∈ p ∀ v ∈ p x d u = x d v ∧ y d u = y d v ∧ z d u = z d v ∧ u ≠ v → z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
36 5 35 raleqbidv ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P x - ˙ u = x - ˙ v ∧ y - ˙ u = y - ˙ v ∧ z - ˙ u = z - ˙ v ∧ u ≠ v → z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ↔ ∀ y ∈ p ∀ z ∈ p ∀ u ∈ p ∀ v ∈ p x d u = x d v ∧ y d u = y d v ∧ z d u = z d v ∧ u ≠ v → z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
37 5 36 raleqbidv ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P x - ˙ u = x - ˙ v ∧ y - ˙ u = y - ˙ v ∧ z - ˙ u = z - ˙ v ∧ u ≠ v → z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ↔ ∀ x ∈ p ∀ y ∈ p ∀ z ∈ p ∀ u ∈ p ∀ v ∈ p x d u = x d v ∧ y d u = y d v ∧ z d u = z d v ∧ u ≠ v → z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
38 18 37 anbi12d ⊢ p = P ∧ d = - ˙ ∧ i = I → ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P ∃ z ∈ P ¬ z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ∧ ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P x - ˙ u = x - ˙ v ∧ y - ˙ u = y - ˙ v ∧ z - ˙ u = z - ˙ v ∧ u ≠ v → z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ↔ ∃ x ∈ p ∃ y ∈ p ∃ z ∈ p ¬ z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z ∧ ∀ x ∈ p ∀ y ∈ p ∀ z ∈ p ∀ u ∈ p ∀ v ∈ p x d u = x d v ∧ y d u = y d v ∧ z d u = z d v ∧ u ≠ v → z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
39 1 2 3 38 sbcie3s ⊢ f = G → [˙Base f / p]˙ [˙ dist ⁡ f / d]˙ [˙ Itv ⁡ f / i]˙ ∃ x ∈ p ∃ y ∈ p ∃ z ∈ p ¬ z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z ∧ ∀ x ∈ p ∀ y ∈ p ∀ z ∈ p ∀ u ∈ p ∀ v ∈ p x d u = x d v ∧ y d u = y d v ∧ z d u = z d v ∧ u ≠ v → z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z ↔ ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P ∃ z ∈ P ¬ z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ∧ ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P x - ˙ u = x - ˙ v ∧ y - ˙ u = y - ˙ v ∧ z - ˙ u = z - ˙ v ∧ u ≠ v → z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z
40 df-trkg2d ⊢ 𝒢 Tarski 2D = f | [˙Base f / p]˙ [˙ dist ⁡ f / d]˙ [˙ Itv ⁡ f / i]˙ ∃ x ∈ p ∃ y ∈ p ∃ z ∈ p ¬ z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z ∧ ∀ x ∈ p ∀ y ∈ p ∀ z ∈ p ∀ u ∈ p ∀ v ∈ p x d u = x d v ∧ y d u = y d v ∧ z d u = z d v ∧ u ≠ v → z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
41 39 40 elab4g ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski 2D ↔ G ∈ V ∧ ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P ∃ z ∈ P ¬ z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z ∧ ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P x - ˙ u = x - ˙ v ∧ y - ˙ u = y - ˙ v ∧ z - ˙ u = z - ˙ v ∧ u ≠ v → z ∈ x I y ∨ x ∈ z I y ∨ y ∈ x I z