Metamath Proof Explorer


Theorem perpeq

Description: Uniqueness of the perpendicular to a line A within a plane H at a point X . Theorem 11.20 of Schwabhauser p. 99. (Contributed by Thierry Arnoux, 5-Jul-2026)

Ref Expression
Hypotheses perpeq.1 P = Base G
perpeq.2 L = Line 𝒢 G
perpeq.3 No typesetting found for |- E = ( PlnG ` G ) with typecode |-
perpeq.4 φ G 𝒢 Tarski
perpeq.5 φ A ran L
perpeq.6 φ H ran E
perpeq.7 φ X A
perpeq.8 φ A H
perpeq.9 φ Y H
perpeq.10 φ Z H
perpeq.11 φ X L Y 𝒢 G A
perpeq.12 φ X L Z 𝒢 G A
Assertion perpeq φ X L Y = X L Z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 perpeq.1 P = Base G
2 perpeq.2 L = Line 𝒢 G
3 perpeq.3 Could not format E = ( PlnG ` G ) : No typesetting found for |- E = ( PlnG ` G ) with typecode |-
4 perpeq.4 φ G 𝒢 Tarski
5 perpeq.5 φ A ran L
6 perpeq.6 φ H ran E
7 perpeq.7 φ X A
8 perpeq.8 φ A H
9 perpeq.9 φ Y H
10 perpeq.10 φ Z H
11 perpeq.11 φ X L Y 𝒢 G A
12 perpeq.12 φ X L Z 𝒢 G A
13 4 adantr φ Y hp 𝒢 G A Z G 𝒢 Tarski
14 5 adantr φ Y hp 𝒢 G A Z A ran L
15 6 adantr φ Y hp 𝒢 G A Z H ran E
16 7 adantr φ Y hp 𝒢 G A Z X A
17 8 adantr φ Y hp 𝒢 G A Z A H
18 9 adantr φ Y hp 𝒢 G A Z Y H
19 10 adantr φ Y hp 𝒢 G A Z Z H
20 11 adantr φ Y hp 𝒢 G A Z X L Y 𝒢 G A
21 12 adantr φ Y hp 𝒢 G A Z X L Z 𝒢 G A
22 simpr φ Y hp 𝒢 G A Z Y hp 𝒢 G A Z
23 1 2 3 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 perpeqlem φ Y hp 𝒢 G A Z X L Y = X L Z
24 4 adantr φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z G 𝒢 Tarski
25 5 adantr φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z A ran L
26 6 adantr φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z H ran E
27 7 adantr φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z X A
28 8 adantr φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z A H
29 9 adantr φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z Y H
30 eqid pInv 𝒢 G = pInv 𝒢 G
31 eqid pInv 𝒢 G X = pInv 𝒢 G X
32 8 7 sseldd φ X H
33 32 adantr φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z X H
34 10 adantr φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z Z H
35 1 3 30 31 24 26 33 34 mirplncl φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z pInv 𝒢 G X Z H
36 11 adantr φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z X L Y 𝒢 G A
37 eqid Itv G = Itv G
38 1 2 37 4 5 7 tglnpt φ X P
39 1 37 2 3 4 6 10 plngrnssp φ Z P
40 2 4 12 perpln1 φ X L Z ran L
41 1 37 2 4 38 39 40 tglnne φ X Z
42 eqid dist G = dist G
43 1 37 2 4 38 39 41 tglinerflx1 φ X X L Z
44 1 37 2 4 38 39 41 tglinerflx2 φ Z X L Z
45 1 42 37 2 30 4 31 40 43 44 mirln φ pInv 𝒢 G X Z X L Z
46 1 2 37 4 40 45 tglnpt φ pInv 𝒢 G X Z P
47 41 necomd φ Z X
48 1 42 37 2 30 4 38 31 39 47 mirne φ pInv 𝒢 G X Z X
49 1 37 2 4 38 39 41 46 48 45 tglineelsb2 φ X L Z = X L pInv 𝒢 G X Z
50 49 12 breq1dd φ X L pInv 𝒢 G X Z 𝒢 G A
51 50 adantr φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z X L pInv 𝒢 G X Z 𝒢 G A
52 1 37 2 3 4 6 9 plngrnssp φ Y P
53 1 42 37 2 4 5 7 52 11 footne φ ¬ Y A
54 52 53 eldifd φ Y P A
55 54 adantr φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z Y P A
56 9 53 eldifd φ Y H A
57 1 2 3 4 6 5 56 8 plng3p φ H = A E Y
58 10 57 eleqtrd φ Z A E Y
59 1 42 37 2 4 5 7 39 12 footne φ ¬ Z A
60 58 59 eldifd φ Z A E Y A
61 60 adantr φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z Z A E Y A
62 simpr φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z ¬ Y hp 𝒢 G A Z
63 1 2 30 3 31 24 25 27 55 61 62 nhpmirhp φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z Y hp 𝒢 G A pInv 𝒢 G X Z
64 1 2 3 24 25 26 27 28 29 35 36 51 63 perpeqlem φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z X L Y = X L pInv 𝒢 G X Z
65 49 adantr φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z X L Z = X L pInv 𝒢 G X Z
66 64 65 eqtr4d φ ¬ Y hp 𝒢 G A Z X L Y = X L Z
67 23 66 pm2.61dan φ X L Y = X L Z