Metamath Proof Explorer


Theorem lmiisolem

Description: Lemma for lmiiso . (Contributed by Thierry Arnoux, 14-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses ismid.p P=BaseG
ismid.d -˙=distG
ismid.i I=ItvG
ismid.g φG𝒢Tarski
ismid.1 φGDim𝒢2
lmif.m M=lInv𝒢GD
lmif.l L=Line𝒢G
lmif.d φDranL
lmiiso.1 φAP
lmiiso.2 φBP
lmiisolem.s S=pInv𝒢GZ
lmiisolem.z Z=Amid𝒢GMAmid𝒢GBmid𝒢GMB
Assertion lmiisolem φMA-˙MB=A-˙B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ismid.p P=BaseG
2 ismid.d -˙=distG
3 ismid.i I=ItvG
4 ismid.g φG𝒢Tarski
5 ismid.1 φGDim𝒢2
6 lmif.m M=lInv𝒢GD
7 lmif.l L=Line𝒢G
8 lmif.d φDranL
9 lmiiso.1 φAP
10 lmiiso.2 φBP
11 lmiisolem.s S=pInv𝒢GZ
12 lmiisolem.z Z=Amid𝒢GMAmid𝒢GBmid𝒢GMB
13 4 adantr φSA=ZG𝒢Tarski
14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 lmicl φMAP
15 1 2 3 4 5 9 14 midcl φAmid𝒢GMAP
16 1 2 3 4 5 6 7 8 10 lmicl φMBP
17 1 2 3 4 5 10 16 midcl φBmid𝒢GMBP
18 1 2 3 4 5 15 17 midcl φAmid𝒢GMAmid𝒢GBmid𝒢GMBP
19 12 18 eqeltrid φZP
20 19 adantr φSA=ZZP
21 eqid pInv𝒢G=pInv𝒢G
22 1 2 3 7 21 4 19 11 9 mircl φSAP
23 22 adantr φSA=ZSAP
24 9 adantr φSA=ZAP
25 1 2 3 7 21 13 20 11 24 mircgr φSA=ZZ-˙SA=Z-˙A
26 simpr φSA=ZSA=Z
27 26 eqcomd φSA=ZZ=SA
28 1 2 3 13 20 23 20 24 25 27 tgcgreq φSA=ZZ=A
29 simpr φAmid𝒢GMA=Bmid𝒢GMBAmid𝒢GMA=Bmid𝒢GMB
30 29 oveq2d φAmid𝒢GMA=Bmid𝒢GMBAmid𝒢GMAmid𝒢GAmid𝒢GMA=Amid𝒢GMAmid𝒢GBmid𝒢GMB
31 12 30 eqtr4id φAmid𝒢GMA=Bmid𝒢GMBZ=Amid𝒢GMAmid𝒢GAmid𝒢GMA
32 4 adantr φAmid𝒢GMA=Bmid𝒢GMBG𝒢Tarski
33 5 adantr φAmid𝒢GMA=Bmid𝒢GMBGDim𝒢2
34 15 adantr φAmid𝒢GMA=Bmid𝒢GMBAmid𝒢GMAP
35 1 2 3 32 33 34 34 midid φAmid𝒢GMA=Bmid𝒢GMBAmid𝒢GMAmid𝒢GAmid𝒢GMA=Amid𝒢GMA
36 31 35 eqtrd φAmid𝒢GMA=Bmid𝒢GMBZ=Amid𝒢GMA
37 eqidd φMA=MA
38 1 2 3 4 5 6 7 8 9 14 islmib φMA=MAAmid𝒢GMADD𝒢GALMAA=MA
39 37 38 mpbid φAmid𝒢GMADD𝒢GALMAA=MA
40 39 simpld φAmid𝒢GMAD
41 40 adantr φAmid𝒢GMA=Bmid𝒢GMBAmid𝒢GMAD
42 36 41 eqeltrd φAmid𝒢GMA=Bmid𝒢GMBZD
43 4 adantr φAmid𝒢GMABmid𝒢GMBG𝒢Tarski
44 15 adantr φAmid𝒢GMABmid𝒢GMBAmid𝒢GMAP
45 17 adantr φAmid𝒢GMABmid𝒢GMBBmid𝒢GMBP
46 19 adantr φAmid𝒢GMABmid𝒢GMBZP
47 simpr φAmid𝒢GMABmid𝒢GMBAmid𝒢GMABmid𝒢GMB
48 1 2 3 4 5 15 17 midbtwn φAmid𝒢GMAmid𝒢GBmid𝒢GMBAmid𝒢GMAIBmid𝒢GMB
49 12 48 eqeltrid φZAmid𝒢GMAIBmid𝒢GMB
50 49 adantr φAmid𝒢GMABmid𝒢GMBZAmid𝒢GMAIBmid𝒢GMB
51 1 3 7 43 44 45 46 47 50 btwnlng1 φAmid𝒢GMABmid𝒢GMBZAmid𝒢GMALBmid𝒢GMB
52 8 adantr φAmid𝒢GMABmid𝒢GMBDranL
53 40 adantr φAmid𝒢GMABmid𝒢GMBAmid𝒢GMAD
54 eqidd φMB=MB
55 1 2 3 4 5 6 7 8 10 16 islmib φMB=MBBmid𝒢GMBDD𝒢GBLMBB=MB
56 54 55 mpbid φBmid𝒢GMBDD𝒢GBLMBB=MB
57 56 simpld φBmid𝒢GMBD
58 57 adantr φAmid𝒢GMABmid𝒢GMBBmid𝒢GMBD
59 1 3 7 43 44 45 47 47 52 53 58 tglinethru φAmid𝒢GMABmid𝒢GMBD=Amid𝒢GMALBmid𝒢GMB
60 51 59 eleqtrrd φAmid𝒢GMABmid𝒢GMBZD
61 42 60 pm2.61dane φZD
62 61 adantr φSA=ZZD
63 28 62 eqeltrrd φSA=ZAD
64 1 2 3 4 5 6 7 8 9 lmiinv φMA=AAD
65 64 biimpar φADMA=A
66 63 65 syldan φSA=ZMA=A
67 66 28 eqtr4d φSA=ZMA=Z
68 67 oveq1d φSA=ZMA-˙MB=Z-˙MB
69 eqidd φB=MBZ=Z
70 4 adantr φB=MBG𝒢Tarski
71 10 adantr φB=MBBP
72 17 adantr φB=MBBmid𝒢GMBP
73 1 2 3 4 5 10 16 midbtwn φBmid𝒢GMBBIMB
74 73 adantr φB=MBBmid𝒢GMBBIMB
75 simpr φB=MBB=MB
76 75 oveq2d φB=MBBIB=BIMB
77 74 76 eleqtrrd φB=MBBmid𝒢GMBBIB
78 1 2 3 70 71 72 77 axtgbtwnid φB=MBB=Bmid𝒢GMB
79 eqidd φB=MBB=B
80 69 78 79 s3eqd φB=MB⟨“ZBB”⟩=⟨“ZBmid𝒢GMBB”⟩
81 1 2 3 7 21 4 19 10 10 ragtrivb φ⟨“ZBB”⟩𝒢G
82 81 adantr φB=MB⟨“ZBB”⟩𝒢G
83 80 82 eqeltrrd φB=MB⟨“ZBmid𝒢GMBB”⟩𝒢G
84 4 adantr φBMBG𝒢Tarski
85 61 adantr φBMBZD
86 57 adantr φBMBBmid𝒢GMBD
87 10 adantr φBMBBP
88 df-ne BMB¬B=MB
89 56 simprd φD𝒢GBLMBB=MB
90 89 orcomd φB=MBD𝒢GBLMB
91 90 orcanai φ¬B=MBD𝒢GBLMB
92 88 91 sylan2b φBMBD𝒢GBLMB
93 16 adantr φBMBMBP
94 simpr φBMBBMB
95 17 adantr φBMBBmid𝒢GMBP
96 4 adantr φBmid𝒢GMB=BG𝒢Tarski
97 10 adantr φBmid𝒢GMB=BBP
98 16 adantr φBmid𝒢GMB=BMBP
99 5 adantr φBmid𝒢GMB=BGDim𝒢2
100 simpr φBmid𝒢GMB=BBmid𝒢GMB=B
101 1 2 3 96 99 97 98 100 midcgr φBmid𝒢GMB=BB-˙B=B-˙MB
102 101 eqcomd φBmid𝒢GMB=BB-˙MB=B-˙B
103 1 2 3 96 97 98 97 102 axtgcgrid φBmid𝒢GMB=BB=MB
104 103 ex φBmid𝒢GMB=BB=MB
105 104 necon3d φBMBBmid𝒢GMBB
106 105 imp φBMBBmid𝒢GMBB
107 73 adantr φBMBBmid𝒢GMBBIMB
108 1 3 7 84 87 93 95 94 107 btwnlng1 φBMBBmid𝒢GMBBLMB
109 1 3 7 84 87 93 94 95 106 108 tglineelsb2 φBMBBLMB=BLBmid𝒢GMB
110 1 3 7 84 95 87 106 tglinecom φBMBBmid𝒢GMBLB=BLBmid𝒢GMB
111 109 110 eqtr4d φBMBBLMB=Bmid𝒢GMBLB
112 92 111 breqtrd φBMBD𝒢GBmid𝒢GMBLB
113 1 2 3 7 84 85 86 87 112 perpdrag φBMB⟨“ZBmid𝒢GMBB”⟩𝒢G
114 83 113 pm2.61dane φ⟨“ZBmid𝒢GMBB”⟩𝒢G
115 1 2 3 7 21 4 19 17 10 israg φ⟨“ZBmid𝒢GMBB”⟩𝒢GZ-˙B=Z-˙pInv𝒢GBmid𝒢GMBB
116 114 115 mpbid φZ-˙B=Z-˙pInv𝒢GBmid𝒢GMBB
117 eqidd φBmid𝒢GMB=Bmid𝒢GMB
118 1 2 3 4 5 10 16 21 17 ismidb φMB=pInv𝒢GBmid𝒢GMBBBmid𝒢GMB=Bmid𝒢GMB
119 117 118 mpbird φMB=pInv𝒢GBmid𝒢GMBB
120 119 oveq2d φZ-˙MB=Z-˙pInv𝒢GBmid𝒢GMBB
121 116 120 eqtr4d φZ-˙B=Z-˙MB
122 121 adantr φSA=ZZ-˙B=Z-˙MB
123 28 oveq1d φSA=ZZ-˙B=A-˙B
124 68 122 123 3eqtr2d φSA=ZMA-˙MB=A-˙B
125 4 adantr φSAZG𝒢Tarski
126 22 adantr φSAZSAP
127 19 adantr φSAZZP
128 9 adantr φSAZAP
129 1 2 3 7 21 4 19 11 14 mircl φSMAP
130 129 adantr φSAZSMAP
131 14 adantr φSAZMAP
132 10 adantr φSAZBP
133 16 adantr φSAZMBP
134 simpr φSAZSAZ
135 1 2 3 7 21 125 127 11 128 mirbtwn φSAZZSAIA
136 1 2 3 7 21 125 127 11 131 mirbtwn φSAZZSMAIMA
137 eqidd φA=MAZ=Z
138 4 adantr φA=MAG𝒢Tarski
139 9 adantr φA=MAAP
140 15 adantr φA=MAAmid𝒢GMAP
141 1 2 3 4 5 9 14 midbtwn φAmid𝒢GMAAIMA
142 141 adantr φA=MAAmid𝒢GMAAIMA
143 simpr φA=MAA=MA
144 143 oveq2d φA=MAAIA=AIMA
145 142 144 eleqtrrd φA=MAAmid𝒢GMAAIA
146 1 2 3 138 139 140 145 axtgbtwnid φA=MAA=Amid𝒢GMA
147 eqidd φA=MAA=A
148 137 146 147 s3eqd φA=MA⟨“ZAA”⟩=⟨“ZAmid𝒢GMAA”⟩
149 1 2 3 7 21 4 19 9 9 ragtrivb φ⟨“ZAA”⟩𝒢G
150 149 adantr φA=MA⟨“ZAA”⟩𝒢G
151 148 150 eqeltrrd φA=MA⟨“ZAmid𝒢GMAA”⟩𝒢G
152 4 adantr φAMAG𝒢Tarski
153 61 adantr φAMAZD
154 40 adantr φAMAAmid𝒢GMAD
155 9 adantr φAMAAP
156 df-ne AMA¬A=MA
157 39 simprd φD𝒢GALMAA=MA
158 157 orcomd φA=MAD𝒢GALMA
159 158 orcanai φ¬A=MAD𝒢GALMA
160 156 159 sylan2b φAMAD𝒢GALMA
161 14 adantr φAMAMAP
162 simpr φAMAAMA
163 15 adantr φAMAAmid𝒢GMAP
164 4 adantr φAmid𝒢GMA=AG𝒢Tarski
165 9 adantr φAmid𝒢GMA=AAP
166 14 adantr φAmid𝒢GMA=AMAP
167 5 adantr φAmid𝒢GMA=AGDim𝒢2
168 simpr φAmid𝒢GMA=AAmid𝒢GMA=A
169 1 2 3 164 167 165 166 168 midcgr φAmid𝒢GMA=AA-˙A=A-˙MA
170 169 eqcomd φAmid𝒢GMA=AA-˙MA=A-˙A
171 1 2 3 164 165 166 165 170 axtgcgrid φAmid𝒢GMA=AA=MA
172 171 ex φAmid𝒢GMA=AA=MA
173 172 necon3d φAMAAmid𝒢GMAA
174 173 imp φAMAAmid𝒢GMAA
175 141 adantr φAMAAmid𝒢GMAAIMA
176 1 3 7 152 155 161 163 162 175 btwnlng1 φAMAAmid𝒢GMAALMA
177 1 3 7 152 155 161 162 163 174 176 tglineelsb2 φAMAALMA=ALAmid𝒢GMA
178 1 3 7 152 163 155 174 tglinecom φAMAAmid𝒢GMALA=ALAmid𝒢GMA
179 177 178 eqtr4d φAMAALMA=Amid𝒢GMALA
180 160 179 breqtrd φAMAD𝒢GAmid𝒢GMALA
181 1 2 3 7 152 153 154 155 180 perpdrag φAMA⟨“ZAmid𝒢GMAA”⟩𝒢G
182 151 181 pm2.61dane φ⟨“ZAmid𝒢GMAA”⟩𝒢G
183 1 2 3 7 21 4 19 15 9 israg φ⟨“ZAmid𝒢GMAA”⟩𝒢GZ-˙A=Z-˙pInv𝒢GAmid𝒢GMAA
184 182 183 mpbid φZ-˙A=Z-˙pInv𝒢GAmid𝒢GMAA
185 eqidd φAmid𝒢GMA=Amid𝒢GMA
186 1 2 3 4 5 9 14 21 15 ismidb φMA=pInv𝒢GAmid𝒢GMAAAmid𝒢GMA=Amid𝒢GMA
187 185 186 mpbird φMA=pInv𝒢GAmid𝒢GMAA
188 187 oveq2d φZ-˙MA=Z-˙pInv𝒢GAmid𝒢GMAA
189 184 188 eqtr4d φZ-˙A=Z-˙MA
190 1 2 3 7 21 4 19 11 9 mircgr φZ-˙SA=Z-˙A
191 1 2 3 7 21 4 19 11 14 mircgr φZ-˙SMA=Z-˙MA
192 189 190 191 3eqtr4d φZ-˙SA=Z-˙SMA
193 192 adantr φSAZZ-˙SA=Z-˙SMA
194 1 2 3 125 127 126 127 130 193 tgcgrcomlr φSAZSA-˙Z=SMA-˙Z
195 189 adantr φSAZZ-˙A=Z-˙MA
196 11 fveq1i SAmid𝒢GMA=pInv𝒢GZAmid𝒢GMA
197 1 2 3 4 5 9 14 11 19 mirmid φSAmid𝒢GSMA=SAmid𝒢GMA
198 12 eqcomi Amid𝒢GMAmid𝒢GBmid𝒢GMB=Z
199 1 2 3 4 5 15 17 21 19 ismidb φBmid𝒢GMB=pInv𝒢GZAmid𝒢GMAAmid𝒢GMAmid𝒢GBmid𝒢GMB=Z
200 198 199 mpbiri φBmid𝒢GMB=pInv𝒢GZAmid𝒢GMA
201 196 197 200 3eqtr4a φSAmid𝒢GSMA=Bmid𝒢GMB
202 1 2 3 4 5 22 129 21 17 ismidb φSMA=pInv𝒢GBmid𝒢GMBSASAmid𝒢GSMA=Bmid𝒢GMB
203 201 202 mpbird φSMA=pInv𝒢GBmid𝒢GMBSA
204 119 203 oveq12d φMB-˙SMA=pInv𝒢GBmid𝒢GMBB-˙pInv𝒢GBmid𝒢GMBSA
205 eqid pInv𝒢GBmid𝒢GMB=pInv𝒢GBmid𝒢GMB
206 1 2 3 7 21 4 17 205 10 22 miriso φpInv𝒢GBmid𝒢GMBB-˙pInv𝒢GBmid𝒢GMBSA=B-˙SA
207 204 206 eqtr2d φB-˙SA=MB-˙SMA
208 207 adantr φSAZB-˙SA=MB-˙SMA
209 1 2 3 125 132 126 133 130 208 tgcgrcomlr φSAZSA-˙B=SMA-˙MB
210 121 adantr φSAZZ-˙B=Z-˙MB
211 1 2 3 125 126 127 128 130 127 131 132 133 134 135 136 194 195 209 210 axtg5seg φSAZA-˙B=MA-˙MB
212 211 eqcomd φSAZMA-˙MB=A-˙B
213 124 212 pm2.61dane φMA-˙MB=A-˙B