Metamath Proof Explorer


Theorem morleylemrneab

Description: Lemma for morley . (Contributed by TA and SS, 4-Jun-2026)

Ref Expression
Hypotheses morley.s S = Base G
morley.l L = Line 𝒢 G
morley.e ˙ = 𝒢 G
morley.g φ G 𝒢 Tarski
morley.a φ A S
morley.b φ B S
morley.c φ C S
morley.p φ P S
morley.q φ Q S
morley.r φ R S
morley.0 φ ¬ C A L B A = B
morley.1 φ ⟨“ CAQ ”⟩ ˙ ⟨“ QAR ”⟩
morley.2 φ ⟨“ RAB ”⟩ ˙ ⟨“ QAR ”⟩
morley.3 φ ⟨“ ABR ”⟩ ˙ ⟨“ RBP ”⟩
morley.4 φ ⟨“ PBC ”⟩ ˙ ⟨“ RBP ”⟩
morley.5 φ ⟨“ BCP ”⟩ ˙ ⟨“ PCQ ”⟩
morley.6 φ ⟨“ QCA ”⟩ ˙ ⟨“ PCQ ”⟩
Assertion morleylemrneab φ ¬ R A L B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 morley.s S = Base G
2 morley.l L = Line 𝒢 G
3 morley.e ˙ = 𝒢 G
4 morley.g φ G 𝒢 Tarski
5 morley.a φ A S
6 morley.b φ B S
7 morley.c φ C S
8 morley.p φ P S
9 morley.q φ Q S
10 morley.r φ R S
11 morley.0 φ ¬ C A L B A = B
12 morley.1 φ ⟨“ CAQ ”⟩ ˙ ⟨“ QAR ”⟩
13 morley.2 φ ⟨“ RAB ”⟩ ˙ ⟨“ QAR ”⟩
14 morley.3 φ ⟨“ ABR ”⟩ ˙ ⟨“ RBP ”⟩
15 morley.4 φ ⟨“ PBC ”⟩ ˙ ⟨“ RBP ”⟩
16 morley.5 φ ⟨“ BCP ”⟩ ˙ ⟨“ PCQ ”⟩
17 morley.6 φ ⟨“ QCA ”⟩ ˙ ⟨“ PCQ ”⟩
18 ioran ¬ C A L B A = B ¬ C A L B ¬ A = B
19 11 18 sylib φ ¬ C A L B ¬ A = B
20 19 simpld φ ¬ C A L B
21 eqid Itv G = Itv G
22 4 ad2antrr φ R A L B R A Itv G B G 𝒢 Tarski
23 5 ad2antrr φ R A L B R A Itv G B A S
24 6 ad2antrr φ R A L B R A Itv G B B S
25 19 simprd φ ¬ A = B
26 25 adantr φ R A L B ¬ A = B
27 26 neqned φ R A L B A B
28 27 adantr φ R A L B R A Itv G B A B
29 9 ad2antrr φ R A L B R A Itv G B Q S
30 eqid hl 𝒢 G = hl 𝒢 G
31 10 ad2antrr φ R A L B R A Itv G B R S
32 13 adantr φ R A L B ⟨“ RAB ”⟩ ˙ ⟨“ QAR ”⟩
33 3 breqi ⟨“ RAB ”⟩ ˙ ⟨“ QAR ”⟩ ⟨“ RAB ”⟩ 𝒢 G ⟨“ QAR ”⟩
34 32 33 sylib φ R A L B ⟨“ RAB ”⟩ 𝒢 G ⟨“ QAR ”⟩
35 34 adantr φ R A L B R A Itv G B ⟨“ RAB ”⟩ 𝒢 G ⟨“ QAR ”⟩
36 1 21 30 22 31 23 24 29 23 31 35 cgrane3 φ R A L B R A Itv G B A Q
37 36 necomd φ R A L B R A Itv G B Q A
38 1 21 30 22 31 23 24 29 23 31 35 cgrane4 φ R A L B R A Itv G B A R
39 simpr φ R A L B R A Itv G B R A Itv G B
40 1 21 22 31 23 24 29 23 31 35 39 cgranbtwn φ R A L B R A Itv G B Q A Itv G R R A Itv G Q
41 1 21 2 22 23 31 29 38 40 btwnlng13 φ R A L B R A Itv G B Q A L R
42 28 necomd φ R A L B R A Itv G B B A
43 1 21 2 22 23 31 24 38 39 btwnlng3 φ R A L B R A Itv G B B A L R
44 1 21 2 22 23 31 38 24 42 43 tglineelsb2 φ R A L B R A Itv G B A L R = A L B
45 41 44 eleqtrd φ R A L B R A Itv G B Q A L B
46 7 ad2antrr φ R A L B R A Itv G B C S
47 4 adantr φ R A L B G 𝒢 Tarski
48 7 adantr φ R A L B C S
49 5 adantr φ R A L B A S
50 9 adantr φ R A L B Q S
51 10 adantr φ R A L B R S
52 6 adantr φ R A L B B S
53 12 adantr φ R A L B ⟨“ CAQ ”⟩ ˙ ⟨“ QAR ”⟩
54 3 breqi ⟨“ CAQ ”⟩ ˙ ⟨“ QAR ”⟩ ⟨“ CAQ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ QAR ”⟩
55 53 54 sylib φ R A L B ⟨“ CAQ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ QAR ”⟩
56 1 21 47 30 51 49 52 50 49 51 34 cgracom φ R A L B ⟨“ QAR ”⟩ 𝒢 G ⟨“ RAB ”⟩
57 1 21 47 30 48 49 50 50 49 51 55 51 49 52 56 cgratr φ R A L B ⟨“ CAQ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ RAB ”⟩
58 1 21 47 30 48 49 50 51 49 52 57 cgracom φ R A L B ⟨“ RAB ”⟩ 𝒢 G ⟨“ CAQ ”⟩
59 58 adantr φ R A L B R A Itv G B ⟨“ RAB ”⟩ 𝒢 G ⟨“ CAQ ”⟩
60 1 21 22 31 23 24 46 23 29 59 39 cgranbtwn φ R A L B R A Itv G B C A Itv G Q Q A Itv G C
61 1 21 2 22 23 29 46 36 60 btwnlng13 φ R A L B R A Itv G B C A L Q
62 1 21 2 22 23 24 28 29 37 45 46 61 tglineeltr φ R A L B R A Itv G B C A L B
63 4 ad2antrr φ R A L B A R Itv G B G 𝒢 Tarski
64 5 ad2antrr φ R A L B A R Itv G B A S
65 6 ad2antrr φ R A L B A R Itv G B B S
66 27 adantr φ R A L B A R Itv G B A B
67 9 ad2antrr φ R A L B A R Itv G B Q S
68 1 21 30 47 48 49 50 50 49 51 55 cgrane2 φ R A L B A Q
69 68 adantr φ R A L B A R Itv G B A Q
70 69 necomd φ R A L B A R Itv G B Q A
71 10 ad2antrr φ R A L B A R Itv G B R S
72 1 21 30 47 51 49 52 50 49 51 34 cgrane4 φ R A L B A R
73 72 adantr φ R A L B A R Itv G B A R
74 eqid dist G = dist G
75 34 adantr φ R A L B A R Itv G B ⟨“ RAB ”⟩ 𝒢 G ⟨“ QAR ”⟩
76 simpr φ R A L B A R Itv G B A R Itv G B
77 1 21 74 63 71 64 65 67 64 71 75 76 cgrabtwn φ R A L B A R Itv G B A Q Itv G R
78 1 21 2 63 64 71 67 73 77 btwnlng2 φ R A L B A R Itv G B Q A L R
79 72 necomd φ R A L B R A
80 simpr φ R A L B R A L B
81 1 21 2 47 49 52 27 51 79 80 tglineelsb2 φ R A L B A L B = A L R
82 81 adantr φ R A L B A R Itv G B A L B = A L R
83 78 82 eleqtrrd φ R A L B A R Itv G B Q A L B
84 7 ad2antrr φ R A L B A R Itv G B C S
85 58 adantr φ R A L B A R Itv G B ⟨“ RAB ”⟩ 𝒢 G ⟨“ CAQ ”⟩
86 1 21 74 63 71 64 65 84 64 67 85 76 cgrabtwn φ R A L B A R Itv G B A C Itv G Q
87 1 21 2 63 64 67 84 69 86 btwnlng2 φ R A L B A R Itv G B C A L Q
88 1 21 2 63 64 65 66 67 70 83 84 87 tglineeltr φ R A L B A R Itv G B C A L B
89 4 ad2antrr φ R A L B B A Itv G R G 𝒢 Tarski
90 5 ad2antrr φ R A L B B A Itv G R A S
91 6 ad2antrr φ R A L B B A Itv G R B S
92 27 adantr φ R A L B B A Itv G R A B
93 9 ad2antrr φ R A L B B A Itv G R Q S
94 68 adantr φ R A L B B A Itv G R A Q
95 94 necomd φ R A L B B A Itv G R Q A
96 10 ad2antrr φ R A L B B A Itv G R R S
97 72 adantr φ R A L B B A Itv G R A R
98 92 necomd φ R A L B B A Itv G R B A
99 1 21 89 30 91 90 96 98 97 cgraswap φ R A L B B A Itv G R ⟨“ BAR ”⟩ 𝒢 G ⟨“ RAB ”⟩
100 34 adantr φ R A L B B A Itv G R ⟨“ RAB ”⟩ 𝒢 G ⟨“ QAR ”⟩
101 1 21 89 30 91 90 96 96 90 91 99 93 90 96 100 cgratr φ R A L B B A Itv G R ⟨“ BAR ”⟩ 𝒢 G ⟨“ QAR ”⟩
102 simpr φ R A L B B A Itv G R B A Itv G R
103 1 21 89 91 90 96 93 90 96 101 102 cgranbtwn φ R A L B B A Itv G R Q A Itv G R R A Itv G Q
104 1 21 2 89 90 96 93 97 103 btwnlng13 φ R A L B B A Itv G R Q A L R
105 81 adantr φ R A L B B A Itv G R A L B = A L R
106 104 105 eleqtrrd φ R A L B B A Itv G R Q A L B
107 7 ad2antrr φ R A L B B A Itv G R C S
108 58 adantr φ R A L B B A Itv G R ⟨“ RAB ”⟩ 𝒢 G ⟨“ CAQ ”⟩
109 1 21 89 30 91 90 96 96 90 91 99 107 90 93 108 cgratr φ R A L B B A Itv G R ⟨“ BAR ”⟩ 𝒢 G ⟨“ CAQ ”⟩
110 1 21 89 91 90 96 107 90 93 109 102 cgranbtwn φ R A L B B A Itv G R C A Itv G Q Q A Itv G C
111 1 21 2 89 90 93 107 94 110 btwnlng13 φ R A L B B A Itv G R C A L Q
112 1 21 2 89 90 91 92 93 95 106 107 111 tglineeltr φ R A L B B A Itv G R C A L B
113 1 2 21 47 49 52 27 51 tgellng φ R A L B R A L B R A Itv G B A R Itv G B B A Itv G R
114 80 113 mpbid φ R A L B R A Itv G B A R Itv G B B A Itv G R
115 62 88 112 114 mpjao3dan φ R A L B C A L B
116 20 115 mtand φ ¬ R A L B