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Theorem lnincplng

Description: If two lines A and B intersect, then B is in a plane defined by A and any point of B . Lemma 9.22 of Schwabhauser p. 74. (Contributed by Thierry Arnoux, 17-Jun-2026)

Ref Expression
Hypotheses plngval.p P = Base G
plngval.i I = Itv G
plngval.1 L = Line 𝒢 G
plngval.e No typesetting found for |- E = ( PlnG ` G ) with typecode |-
plngval.g φ G 𝒢 Tarski
lnincplng.a φ A ran L
lnincplng.b φ B ran L
lnincplng.x φ X B
lnincplng.y φ Y P
lnincplng.1 φ X Y
lnincplng.2 φ A B = Y
Assertion lnincplng φ B A E X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 plngval.p P = Base G
2 plngval.i I = Itv G
3 plngval.1 L = Line 𝒢 G
4 plngval.e Could not format E = ( PlnG ` G ) : No typesetting found for |- E = ( PlnG ` G ) with typecode |-
5 plngval.g φ G 𝒢 Tarski
6 lnincplng.a φ A ran L
7 lnincplng.b φ B ran L
8 lnincplng.x φ X B
9 lnincplng.y φ Y P
10 lnincplng.1 φ X Y
11 lnincplng.2 φ A B = Y
12 simpr φ z B z = X z = X
13 1 3 2 5 7 8 tglnpt φ X P
14 10 neneqd φ ¬ X = Y
15 simpr φ X A X A
16 8 adantr φ X A X B
17 15 16 elind φ X A X A B
18 11 adantr φ X A A B = Y
19 17 18 eleqtrd φ X A X Y
20 19 elsnd φ X A X = Y
21 14 20 mtand φ ¬ X A
22 13 21 eldifd φ X P A
23 1 2 3 4 5 6 22 elplngid φ X A E X
24 23 ad2antrr φ z B z = X X A E X
25 12 24 eqeltrd φ z B z = X z A E X
26 simpr φ z B z X z = Y z = Y
27 5 ad3antrrr φ z B z X z = Y G 𝒢 Tarski
28 6 ad3antrrr φ z B z X z = Y A ran L
29 22 ad3antrrr φ z B z X z = Y X P A
30 1 2 3 4 27 28 29 elplnglnid φ z B z X z = Y A A E X
31 snidg Y P Y Y
32 9 31 syl φ Y Y
33 32 11 eleqtrrd φ Y A B
34 33 elin1d φ Y A
35 34 ad3antrrr φ z B z X z = Y Y A
36 30 35 sseldd φ z B z X z = Y Y A E X
37 26 36 eqeltrd φ z B z X z = Y z A E X
38 simpr φ z B z X z Y z Y
39 38 neneqd φ z B z X z Y ¬ z = Y
40 simpr φ z B z X z Y z A z A
41 simpllr φ z B z X z Y z B
42 41 adantr φ z B z X z Y z A z B
43 40 42 elind φ z B z X z Y z A z A B
44 11 ad4antr φ z B z X z Y z A A B = Y
45 43 44 eleqtrd φ z B z X z Y z A z Y
46 45 elsnd φ z B z X z Y z A z = Y
47 39 46 mtand φ z B z X z Y ¬ z A
48 5 ad3antrrr φ z B z X z Y G 𝒢 Tarski
49 6 ad3antrrr φ z B z X z Y A ran L
50 7 ad3antrrr φ z B z X z Y B ran L
51 1 3 2 48 50 41 tglnpt φ z B z X z Y z P
52 eleq1w a = c a P A c P A
53 eleq1w b = d b P A d P A
54 52 53 bi2anan9 a = c b = d a P A b P A c P A d P A
55 eleq1w t = s t a I b s a I b
56 55 cbvrexvw t A t a I b s A s a I b
57 oveq12 a = c b = d a I b = c I d
58 57 eleq2d a = c b = d s a I b s c I d
59 58 rexbidv a = c b = d s A s a I b s A s c I d
60 56 59 bitrid a = c b = d t A t a I b s A s c I d
61 54 60 anbi12d a = c b = d a P A b P A t A t a I b c P A d P A s A s c I d
62 61 cbvopabv a b | a P A b P A t A t a I b = c d | c P A d P A s A s c I d
63 13 ad3antrrr φ z B z X z Y X P
64 34 ad3antrrr φ z B z X z Y Y A
65 9 ad3antrrr φ z B z X z Y Y P
66 simplr φ z B z X z Y z X
67 33 elin2d φ Y B
68 67 ad3antrrr φ z B z X z Y Y B
69 66 necomd φ z B z X z Y X z
70 8 ad3antrrr φ z B z X z Y X B
71 1 2 3 48 63 51 69 69 50 70 41 tglinethru φ z B z X z Y B = X L z
72 68 71 eleqtrd φ z B z X z Y Y X L z
73 1 2 3 48 51 63 65 66 72 lncom φ z B z X z Y Y z L X
74 73 orcd φ z B z X z Y Y z L X z = X
75 eqid hl 𝒢 G = hl 𝒢 G
76 1 2 3 48 49 51 62 63 64 74 75 colhp φ z B z X z Y z hp 𝒢 G A X z hl 𝒢 G Y X ¬ z A
77 47 76 mpbiran2d φ z B z X z Y z hp 𝒢 G A X z hl 𝒢 G Y X
78 77 biimpar φ z B z X z Y z hl 𝒢 G Y X z hp 𝒢 G A X
79 eqid dist G = dist G
80 51 adantr φ z B z X z Y Y X I z z P
81 63 adantr φ z B z X z Y Y X I z X P
82 64 adantr φ z B z X z Y Y X I z Y A
83 47 adantr φ z B z X z Y Y X I z ¬ z A
84 21 ad3antrrr φ z B z X z Y ¬ X A
85 84 adantr φ z B z X z Y Y X I z ¬ X A
86 48 adantr φ z B z X z Y Y X I z G 𝒢 Tarski
87 65 adantr φ z B z X z Y Y X I z Y P
88 simpr φ z B z X z Y Y X I z Y X I z
89 1 79 2 86 81 87 80 88 tgbtwncom φ z B z X z Y Y X I z Y z I X
90 1 79 2 62 80 81 82 83 85 89 islnoppd φ z B z X z Y Y X I z z a b | a P A b P A t A t a I b X
91 1 2 3 5 13 9 10 10 7 8 67 tglinethru φ B = X L Y
92 91 ad3antrrr φ z B z X z Y B = X L Y
93 41 92 eleqtrd φ z B z X z Y z X L Y
94 1 2 75 63 65 51 48 63 3 93 lnhl φ z B z X z Y z hl 𝒢 G Y X Y X I z
95 78 90 94 orim12da φ z B z X z Y z hp 𝒢 G A X z a b | a P A b P A t A t a I b X
96 95 olcd φ z B z X z Y z A z hp 𝒢 G A X z a b | a P A b P A t A t a I b X
97 3orass z A z hp 𝒢 G A X z a b | a P A b P A t A t a I b X z A z hp 𝒢 G A X z a b | a P A b P A t A t a I b X
98 96 97 sylibr φ z B z X z Y z A z hp 𝒢 G A X z a b | a P A b P A t A t a I b X
99 22 ad3antrrr φ z B z X z Y X P A
100 1 2 3 4 48 49 99 62 51 elplng φ z B z X z Y z A E X z A z hp 𝒢 G A X z a b | a P A b P A t A t a I b X
101 98 100 mpbird φ z B z X z Y z A E X
102 37 101 pm2.61dane φ z B z X z A E X
103 25 102 pm2.61dane φ z B z A E X
104 103 ex φ z B z A E X
105 104 ssrdv φ B A E X