Metamath Proof Explorer


Theorem istrkg3ld

Description: Property of fulfilling the lower dimension 3 axiom. (Contributed by Thierry Arnoux, 12-Jul-2020)

Ref Expression
Hypotheses istrkg.p P = Base G
istrkg.d - ˙ = dist G
istrkg.i I = Itv G
Assertion istrkg3ld G V G Dim 𝒢 3 u P v P u v x P y P z P u - ˙ x = v - ˙ x u - ˙ y = v - ˙ y u - ˙ z = v - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 istrkg.p P = Base G
2 istrkg.d - ˙ = dist G
3 istrkg.i I = Itv G
4 3z 3
5 2re 2
6 3re 3
7 2lt3 2 < 3
8 5 6 7 ltleii 2 3
9 2z 2
10 9 eluz1i 3 2 3 2 3
11 4 8 10 mpbir2an 3 2
12 1 2 3 istrkgld G V 3 2 G Dim 𝒢 3 f f : 1 ..^ 3 1-1 P x P y P z P j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z
13 11 12 mpan2 G V G Dim 𝒢 3 f f : 1 ..^ 3 1-1 P x P y P z P j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z
14 fzo13pr 1 ..^ 3 = 1 2
15 f1eq2 1 ..^ 3 = 1 2 f : 1 ..^ 3 1-1 P f : 1 2 1-1 P
16 14 15 ax-mp f : 1 ..^ 3 1-1 P f : 1 2 1-1 P
17 16 anbi1i f : 1 ..^ 3 1-1 P x P y P z P j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z f : 1 2 1-1 P x P y P z P j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z
18 17 exbii f f : 1 ..^ 3 1-1 P x P y P z P j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z f f : 1 2 1-1 P x P y P z P j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z
19 18 a1i G V f f : 1 ..^ 3 1-1 P x P y P z P j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z f f : 1 2 1-1 P x P y P z P j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z
20 1z 1
21 1ne2 1 2
22 oveq1 u = f 1 u - ˙ x = f 1 - ˙ x
23 22 eqeq1d u = f 1 u - ˙ x = v - ˙ x f 1 - ˙ x = v - ˙ x
24 oveq1 u = f 1 u - ˙ y = f 1 - ˙ y
25 24 eqeq1d u = f 1 u - ˙ y = v - ˙ y f 1 - ˙ y = v - ˙ y
26 oveq1 u = f 1 u - ˙ z = f 1 - ˙ z
27 26 eqeq1d u = f 1 u - ˙ z = v - ˙ z f 1 - ˙ z = v - ˙ z
28 23 25 27 3anbi123d u = f 1 u - ˙ x = v - ˙ x u - ˙ y = v - ˙ y u - ˙ z = v - ˙ z f 1 - ˙ x = v - ˙ x f 1 - ˙ y = v - ˙ y f 1 - ˙ z = v - ˙ z
29 28 anbi1d u = f 1 u - ˙ x = v - ˙ x u - ˙ y = v - ˙ y u - ˙ z = v - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z f 1 - ˙ x = v - ˙ x f 1 - ˙ y = v - ˙ y f 1 - ˙ z = v - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z
30 29 rexbidv u = f 1 z P u - ˙ x = v - ˙ x u - ˙ y = v - ˙ y u - ˙ z = v - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z z P f 1 - ˙ x = v - ˙ x f 1 - ˙ y = v - ˙ y f 1 - ˙ z = v - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z
31 30 2rexbidv u = f 1 x P y P z P u - ˙ x = v - ˙ x u - ˙ y = v - ˙ y u - ˙ z = v - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z x P y P z P f 1 - ˙ x = v - ˙ x f 1 - ˙ y = v - ˙ y f 1 - ˙ z = v - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z
32 oveq1 v = f 2 v - ˙ x = f 2 - ˙ x
33 32 eqeq2d v = f 2 f 1 - ˙ x = v - ˙ x f 1 - ˙ x = f 2 - ˙ x
34 oveq1 v = f 2 v - ˙ y = f 2 - ˙ y
35 34 eqeq2d v = f 2 f 1 - ˙ y = v - ˙ y f 1 - ˙ y = f 2 - ˙ y
36 oveq1 v = f 2 v - ˙ z = f 2 - ˙ z
37 36 eqeq2d v = f 2 f 1 - ˙ z = v - ˙ z f 1 - ˙ z = f 2 - ˙ z
38 33 35 37 3anbi123d v = f 2 f 1 - ˙ x = v - ˙ x f 1 - ˙ y = v - ˙ y f 1 - ˙ z = v - ˙ z f 1 - ˙ x = f 2 - ˙ x f 1 - ˙ y = f 2 - ˙ y f 1 - ˙ z = f 2 - ˙ z
39 2p1e3 2 + 1 = 3
40 39 oveq2i 2 ..^ 2 + 1 = 2 ..^ 3
41 fzosn 2 2 ..^ 2 + 1 = 2
42 9 41 ax-mp 2 ..^ 2 + 1 = 2
43 40 42 eqtr3i 2 ..^ 3 = 2
44 43 raleqi j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z j 2 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z
45 fveq2 j = 2 f j = f 2
46 45 oveq1d j = 2 f j - ˙ x = f 2 - ˙ x
47 46 eqeq2d j = 2 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ x = f 2 - ˙ x
48 45 oveq1d j = 2 f j - ˙ y = f 2 - ˙ y
49 48 eqeq2d j = 2 f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ y = f 2 - ˙ y
50 45 oveq1d j = 2 f j - ˙ z = f 2 - ˙ z
51 50 eqeq2d j = 2 f 1 - ˙ z = f j - ˙ z f 1 - ˙ z = f 2 - ˙ z
52 47 49 51 3anbi123d j = 2 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z f 1 - ˙ x = f 2 - ˙ x f 1 - ˙ y = f 2 - ˙ y f 1 - ˙ z = f 2 - ˙ z
53 52 ralsng 2 j 2 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z f 1 - ˙ x = f 2 - ˙ x f 1 - ˙ y = f 2 - ˙ y f 1 - ˙ z = f 2 - ˙ z
54 9 53 ax-mp j 2 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z f 1 - ˙ x = f 2 - ˙ x f 1 - ˙ y = f 2 - ˙ y f 1 - ˙ z = f 2 - ˙ z
55 44 54 bitri j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z f 1 - ˙ x = f 2 - ˙ x f 1 - ˙ y = f 2 - ˙ y f 1 - ˙ z = f 2 - ˙ z
56 38 55 bitr4di v = f 2 f 1 - ˙ x = v - ˙ x f 1 - ˙ y = v - ˙ y f 1 - ˙ z = v - ˙ z j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z
57 56 anbi1d v = f 2 f 1 - ˙ x = v - ˙ x f 1 - ˙ y = v - ˙ y f 1 - ˙ z = v - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z
58 57 rexbidv v = f 2 z P f 1 - ˙ x = v - ˙ x f 1 - ˙ y = v - ˙ y f 1 - ˙ z = v - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z z P j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z
59 58 2rexbidv v = f 2 x P y P z P f 1 - ˙ x = v - ˙ x f 1 - ˙ y = v - ˙ y f 1 - ˙ z = v - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z x P y P z P j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z
60 31 59 f1prex 1 2 1 2 f f : 1 2 1-1 P x P y P z P j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z u P v P u v x P y P z P u - ˙ x = v - ˙ x u - ˙ y = v - ˙ y u - ˙ z = v - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z
61 20 9 21 60 mp3an f f : 1 2 1-1 P x P y P z P j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z u P v P u v x P y P z P u - ˙ x = v - ˙ x u - ˙ y = v - ˙ y u - ˙ z = v - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z
62 61 a1i G V f f : 1 2 1-1 P x P y P z P j 2 ..^ 3 f 1 - ˙ x = f j - ˙ x f 1 - ˙ y = f j - ˙ y f 1 - ˙ z = f j - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z u P v P u v x P y P z P u - ˙ x = v - ˙ x u - ˙ y = v - ˙ y u - ˙ z = v - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z
63 13 19 62 3bitrd G V G Dim 𝒢 3 u P v P u v x P y P z P u - ˙ x = v - ˙ x u - ˙ y = v - ˙ y u - ˙ z = v - ˙ z ¬ z x I y x z I y y x I z