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Theorem ltgseg

Description: The set E denotes the possible values of the congruence. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses legval.p ⊢ P = Base G
legval.d ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
legval.i ⊢ I = Itv ⁡ G
legval.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ 𝒢 ⁡ G
legval.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
legso.a ⊢ E = - ˙ P × P
legso.f ⊢ φ → Fun ⁡ - ˙
ltgseg.p ⊢ φ → A ∈ E
Assertion ltgseg ⊢ φ → ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P A = x - ˙ y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 legval.p ⊢ P = Base G
2 legval.d ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
3 legval.i ⊢ I = Itv ⁡ G
4 legval.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ 𝒢 ⁡ G
5 legval.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
6 legso.a ⊢ E = - ˙ P × P
7 legso.f ⊢ φ → Fun ⁡ - ˙
8 ltgseg.p ⊢ φ → A ∈ E
9 simp-4r ⊢ φ ∧ a ∈ P × P ∧ - ˙ ⁡ a = A ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ a = x y → - ˙ ⁡ a = A
10 simpr ⊢ φ ∧ a ∈ P × P ∧ - ˙ ⁡ a = A ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ a = x y → a = x y
11 10 fveq2d ⊢ φ ∧ a ∈ P × P ∧ - ˙ ⁡ a = A ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ a = x y → - ˙ ⁡ a = - ˙ ⁡ x y
12 9 11 eqtr3d ⊢ φ ∧ a ∈ P × P ∧ - ˙ ⁡ a = A ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ a = x y → A = - ˙ ⁡ x y
13 df-ov ⊢ x - ˙ y = - ˙ ⁡ x y
14 12 13 eqtr4di ⊢ φ ∧ a ∈ P × P ∧ - ˙ ⁡ a = A ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ a = x y → A = x - ˙ y
15 simplr ⊢ φ ∧ a ∈ P × P ∧ - ˙ ⁡ a = A → a ∈ P × P
16 elxp2 ⊢ a ∈ P × P ↔ ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P a = x y
17 15 16 sylib ⊢ φ ∧ a ∈ P × P ∧ - ˙ ⁡ a = A → ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P a = x y
18 14 17 reximddv2 ⊢ φ ∧ a ∈ P × P ∧ - ˙ ⁡ a = A → ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P A = x - ˙ y
19 8 6 eleqtrdi ⊢ φ → A ∈ - ˙ P × P
20 fvelima ⊢ Fun ⁡ - ˙ ∧ A ∈ - ˙ P × P → ∃ a ∈ P × P - ˙ ⁡ a = A
21 7 19 20 syl2anc ⊢ φ → ∃ a ∈ P × P - ˙ ⁡ a = A
22 18 21 r19.29a ⊢ φ → ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P A = x - ˙ y