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Theorem plng3p

Description: If H is a plane containing a line A and a point R not on A , then H is the plane defined by A and R . Theorem 9.26 of Schwabhauser p. 76. See tglinethru for the 2-point line equivalent. (Contributed by Thierry Arnoux, 17-Jun-2026)

Ref Expression
Hypotheses plng3p.p ⊢ P = Base G
plng3p.l ⊢ L = Line 𝒢 ⁡ G
plng3p.e No typesetting found for |- E = ( PlnG ` G ) with typecode |-
plng3p.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
plng3p.h ⊢ φ → H ∈ ran ⁡ E
plng3p.a ⊢ φ → A ∈ ran ⁡ L
plng3p.r ⊢ φ → R ∈ H ∖ A
plng3p.1 ⊢ φ → A ⊆ H
Assertion plng3p ⊢ φ → H = A E R

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 plng3p.p ⊢ P = Base G
2 plng3p.l ⊢ L = Line 𝒢 ⁡ G
3 plng3p.e Could not format E = ( PlnG ` G ) : No typesetting found for |- E = ( PlnG ` G ) with typecode |-
4 plng3p.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
5 plng3p.h ⊢ φ → H ∈ ran ⁡ E
6 plng3p.a ⊢ φ → A ∈ ran ⁡ L
7 plng3p.r ⊢ φ → R ∈ H ∖ A
8 plng3p.1 ⊢ φ → A ⊆ H
9 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y ∧ s ∈ P ∖ x L y ∧ H = x L y E s → H = x L y E s
10 simp-4r ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y ∧ s ∈ P ∖ x L y ∧ H = x L y E s → A = x L y
11 10 oveq1d ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y ∧ s ∈ P ∖ x L y ∧ H = x L y E s → A E s = x L y E s
12 eqid ⊢ Itv ⁡ G = Itv ⁡ G
13 4 ad6antr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y ∧ s ∈ P ∖ x L y ∧ H = x L y E s → G ∈ 𝒢 Tarski
14 6 ad6antr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y ∧ s ∈ P ∖ x L y ∧ H = x L y E s → A ∈ ran ⁡ L
15 simplr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y ∧ s ∈ P ∖ x L y ∧ H = x L y E s → s ∈ P ∖ x L y
16 10 difeq2d ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y ∧ s ∈ P ∖ x L y ∧ H = x L y E s → P ∖ A = P ∖ x L y
17 15 16 eleqtrrd ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y ∧ s ∈ P ∖ x L y ∧ H = x L y E s → s ∈ P ∖ A
18 7 ad6antr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y ∧ s ∈ P ∖ x L y ∧ H = x L y E s → R ∈ H ∖ A
19 11 9 eqtr4d ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y ∧ s ∈ P ∖ x L y ∧ H = x L y E s → A E s = H
20 19 difeq1d ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y ∧ s ∈ P ∖ x L y ∧ H = x L y E s → A E s ∖ A = H ∖ A
21 18 20 eleqtrrd ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y ∧ s ∈ P ∖ x L y ∧ H = x L y E s → R ∈ A E s ∖ A
22 1 12 2 3 13 14 17 21 plngcp ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y ∧ s ∈ P ∖ x L y ∧ H = x L y E s → A E s = A E R
23 9 11 22 3eqtr2d ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y ∧ s ∈ P ∖ x L y ∧ H = x L y E s → H = A E R
24 4 ad4antr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → G ∈ 𝒢 Tarski
25 5 ad4antr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → H ∈ ran ⁡ E
26 8 ad4antr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → A ⊆ H
27 simp-4r ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → x ∈ P
28 simpllr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → y ∈ P
29 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → x ≠ y
30 1 12 2 24 27 28 29 tglinerflx1 ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → x ∈ x L y
31 simplr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → A = x L y
32 30 31 eleqtrrd ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → x ∈ A
33 26 32 sseldd ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → x ∈ H
34 1 12 2 24 27 28 29 tglinerflx2 ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → y ∈ x L y
35 34 31 eleqtrrd ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → y ∈ A
36 26 35 sseldd ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → y ∈ H
37 1 12 2 3 24 25 33 36 29 lnssplng ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → x L y ⊆ H ∧ ∃ s ∈ P ∖ x L y H = x L y E s
38 37 simprd ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → ∃ s ∈ P ∖ x L y H = x L y E s
39 23 38 r19.29a ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → H = A E R
40 39 anasss ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ y ∈ P ∧ A = x L y ∧ x ≠ y → H = A E R
41 1 12 2 4 6 tgisline ⊢ φ → ∃ x ∈ P ∃ y ∈ P A = x L y ∧ x ≠ y
42 40 41 r19.29vva ⊢ φ → H = A E R