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Theorem perpprlng

Description: If two lines A and B have a common perpendicular C and lie in the same plane H , then they are parallel. Theorem 12.9 of Schwabhauser p. 122. (Contributed by Thierry Arnoux, 5-Jul-2026)

Ref Expression
Hypotheses perpprlng.p P = Base G
perpprlng.l L = Line 𝒢 G
perpprlng.e No typesetting found for |- E = ( PlnG ` G ) with typecode |-
perpprlng.r No typesetting found for |- .|| = ( parlnG ` G ) with typecode |-
perpprlng.g φ G 𝒢 Tarski
perpprlng.h φ H ran E
perpprlng.a φ A H
perpprlng.b φ B H
perpprlng.1 φ C H
perpprlng.q φ A 𝒢 G C
perpprlng.2 φ B 𝒢 G C
Assertion perpprlng φ A ˙ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 perpprlng.p P = Base G
2 perpprlng.l L = Line 𝒢 G
3 perpprlng.e Could not format E = ( PlnG ` G ) : No typesetting found for |- E = ( PlnG ` G ) with typecode |-
4 perpprlng.r Could not format .|| = ( parlnG ` G ) : No typesetting found for |- .|| = ( parlnG ` G ) with typecode |-
5 perpprlng.g φ G 𝒢 Tarski
6 perpprlng.h φ H ran E
7 perpprlng.a φ A H
8 perpprlng.b φ B H
9 perpprlng.1 φ C H
10 perpprlng.q φ A 𝒢 G C
11 perpprlng.2 φ B 𝒢 G C
12 5 adantr φ A B = G 𝒢 Tarski
13 2 5 10 perpln1 φ A ran L
14 13 adantr φ A B = A ran L
15 2 5 11 perpln1 φ B ran L
16 15 adantr φ A B = B ran L
17 6 adantr φ A B = H ran E
18 7 adantr φ A B = A H
19 8 adantr φ A B = B H
20 simpr φ A B = A B =
21 2 3 4 12 14 16 17 18 19 20 prlngd φ A B = A ˙ B
22 5 adantr φ A B G 𝒢 Tarski
23 13 adantr φ A B A ran L
24 2 3 4 22 23 prlngref φ A B A ˙ A
25 simpr φ A B A B
26 5 ad7antr φ A B x A B x C y B C y x z A C z x G 𝒢 Tarski
27 2 5 10 perpln2 φ C ran L
28 27 ad7antr φ A B x A B x C y B C y x z A C z x C ran L
29 6 ad7antr φ A B x A B x C y B C y x z A C z x H ran E
30 simp-5r φ A B x A B x C y B C y x z A C z x x C
31 9 ad7antr φ A B x A B x C y B C y x z A C z x C H
32 7 ad7antr φ A B x A B x C y B C y x z A C z x A H
33 simplr φ A B x A B x C y B C y x z A C z x z A C
34 33 eldifad φ A B x A B x C y B C y x z A C z x z A
35 32 34 sseldd φ A B x A B x C y B C y x z A C z x z H
36 8 ad7antr φ A B x A B x C y B C y x z A C z x B H
37 simp-4r φ A B x A B x C y B C y x z A C z x y B C
38 37 eldifad φ A B x A B x C y B C y x z A C z x y B
39 36 38 sseldd φ A B x A B x C y B C y x z A C z x y H
40 eqid Itv G = Itv G
41 13 ad7antr φ A B x A B x C y B C y x z A C z x A ran L
42 simpr φ A B x A B x A B
43 42 ad5antr φ A B x A B x C y B C y x z A C z x x A B
44 43 elin1d φ A B x A B x C y B C y x z A C z x x A
45 1 2 40 26 41 44 tglnpt φ A B x A B x C y B C y x z A C z x x P
46 1 2 40 26 41 34 tglnpt φ A B x A B x C y B C y x z A C z x z P
47 simpr φ A B x A B x C y B C y x z A C z x z x
48 47 necomd φ A B x A B x C y B C y x z A C z x x z
49 1 40 2 26 45 46 48 48 41 44 34 tglinethru φ A B x A B x C y B C y x z A C z x A = x L z
50 10 ad7antr φ A B x A B x C y B C y x z A C z x A 𝒢 G C
51 49 50 eqbrtrrd φ A B x A B x C y B C y x z A C z x x L z 𝒢 G C
52 22 adantr φ A B x A B G 𝒢 Tarski
53 52 ad2antrr φ A B x A B y B C y x G 𝒢 Tarski
54 15 ad2antrr φ A B x A B B ran L
55 54 ad2antrr φ A B x A B y B C y x B ran L
56 42 elin2d φ A B x A B x B
57 56 ad2antrr φ A B x A B y B C y x x B
58 1 2 40 53 55 57 tglnpt φ A B x A B y B C y x x P
59 simplr φ A B x A B y B C y x y B C
60 59 eldifad φ A B x A B y B C y x y B
61 1 2 40 53 55 60 tglnpt φ A B x A B y B C y x y P
62 simpr φ A B x A B y B C y x y x
63 62 necomd φ A B x A B y B C y x x y
64 1 40 2 53 58 61 63 63 55 57 60 tglinethru φ A B x A B y B C y x B = x L y
65 64 adantllr φ A B x A B x C y B C y x B = x L y
66 65 ad2antrr φ A B x A B x C y B C y x z A C z x B = x L y
67 11 ad7antr φ A B x A B x C y B C y x z A C z x B 𝒢 G C
68 66 67 eqbrtrrd φ A B x A B x C y B C y x z A C z x x L y 𝒢 G C
69 1 2 3 26 28 29 30 31 35 39 51 68 perpeq φ A B x A B x C y B C y x z A C z x x L z = x L y
70 69 49 66 3eqtr4d φ A B x A B x C y B C y x z A C z x A = B
71 23 ad3antrrr φ A B x A B y B C y x A ran L
72 27 ad2antrr φ A B x A B C ran L
73 72 ad2antrr φ A B x A B y B C y x C ran L
74 simpllr φ A B x A B y B C y x x A B
75 74 elin1d φ A B x A B y B C y x x A
76 eqid dist G = dist G
77 1 76 40 2 5 13 27 10 perpneq φ A C
78 77 ad4antr φ A B x A B y B C y x A C
79 1 40 2 53 71 73 75 78 tglnpt4 φ A B x A B y B C y x z A C z x
80 79 adantllr φ A B x A B x C y B C y x z A C z x
81 70 80 r19.29a φ A B x A B x C y B C y x A = B
82 1 76 40 2 5 15 27 11 perpneq φ B C
83 82 ad2antrr φ A B x A B B C
84 1 40 2 52 54 72 56 83 tglnpt4 φ A B x A B y B C y x
85 84 adantr φ A B x A B x C y B C y x
86 81 85 r19.29a φ A B x A B x C A = B
87 52 adantr φ A B x A B ¬ x C G 𝒢 Tarski
88 10 ad3antrrr φ A B x A B ¬ x C A 𝒢 G C
89 87 88 perpin φ A B x A B ¬ x C A C
90 87 adantr φ A B x A B ¬ x C y A C G 𝒢 Tarski
91 11 ad2antrr φ A B x A B B 𝒢 G C
92 91 ad2antrr φ A B x A B ¬ x C y A C B 𝒢 G C
93 90 92 perpin φ A B x A B ¬ x C y A C B C
94 90 adantr φ A B x A B ¬ x C y A C z B C G 𝒢 Tarski
95 72 ad3antrrr φ A B x A B ¬ x C y A C z B C C ran L
96 simplr φ A B x A B ¬ x C y A C z B C y A C
97 96 elin2d φ A B x A B ¬ x C y A C z B C y C
98 simpr φ A B x A B ¬ x C y A C z B C z B C
99 98 elin2d φ A B x A B ¬ x C y A C z B C z C
100 23 ad4antr φ A B x A B ¬ x C y A C z B C A ran L
101 simp-4r φ A B x A B ¬ x C y A C z B C x A B
102 101 elin1d φ A B x A B ¬ x C y A C z B C x A
103 1 2 40 94 100 102 tglnpt φ A B x A B ¬ x C y A C z B C x P
104 1 2 40 94 95 97 tglnpt φ A B x A B ¬ x C y A C z B C y P
105 simpllr φ A B x A B ¬ x C y A C z B C ¬ x C
106 nelne2 y C ¬ x C y x
107 97 105 106 syl2anc φ A B x A B ¬ x C y A C z B C y x
108 96 elin1d φ A B x A B ¬ x C y A C z B C y A
109 1 40 2 94 104 103 107 107 100 108 102 tglinethru φ A B x A B ¬ x C y A C z B C A = y L x
110 88 ad2antrr φ A B x A B ¬ x C y A C z B C A 𝒢 G C
111 109 110 eqbrtrrd φ A B x A B ¬ x C y A C z B C y L x 𝒢 G C
112 1 2 40 94 95 99 tglnpt φ A B x A B ¬ x C y A C z B C z P
113 nelne2 z C ¬ x C z x
114 99 105 113 syl2anc φ A B x A B ¬ x C y A C z B C z x
115 54 ad3antrrr φ A B x A B ¬ x C y A C z B C B ran L
116 98 elin1d φ A B x A B ¬ x C y A C z B C z B
117 56 ad3antrrr φ A B x A B ¬ x C y A C z B C x B
118 1 40 2 94 112 103 114 114 115 116 117 tglinethru φ A B x A B ¬ x C y A C z B C B = z L x
119 92 adantr φ A B x A B ¬ x C y A C z B C B 𝒢 G C
120 118 119 eqbrtrrd φ A B x A B ¬ x C y A C z B C z L x 𝒢 G C
121 1 76 40 2 94 95 97 99 103 111 120 footeq φ A B x A B ¬ x C y A C z B C y = z
122 121 oveq2d φ A B x A B ¬ x C y A C z B C x L y = x L z
123 107 necomd φ A B x A B ¬ x C y A C z B C x y
124 1 40 2 94 103 104 123 123 100 102 108 tglinethru φ A B x A B ¬ x C y A C z B C A = x L y
125 114 necomd φ A B x A B ¬ x C y A C z B C x z
126 1 40 2 94 103 112 125 125 115 117 116 tglinethru φ A B x A B ¬ x C y A C z B C B = x L z
127 122 124 126 3eqtr4d φ A B x A B ¬ x C y A C z B C A = B
128 93 127 n0limd φ A B x A B ¬ x C y A C A = B
129 89 128 n0limd φ A B x A B ¬ x C A = B
130 86 129 pm2.61dan φ A B x A B A = B
131 25 130 n0limd φ A B A = B
132 24 131 breqtrd φ A B A ˙ B
133 21 132 pm2.61dane φ A ˙ B