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Theorem plngrotlem1

Description: Lemma for plngrot . (Contributed by Thierry Arnoux, 17-Jun-2026)

Ref Expression
Hypotheses plngval.p P = Base G
plngval.i I = Itv G
plngval.1 L = Line 𝒢 G
plngval.e No typesetting found for |- E = ( PlnG ` G ) with typecode |-
plngval.g φ G 𝒢 Tarski
plngrot.x φ X P Z L Y
plngrot.y φ Y P
plngrot.z φ Z P X L Y
plngrot.1 φ X Y
plngrotlem2.4 O = a b | a P X L Y b P X L Y t X L Y t a I b
plngrotlem2.1 φ W P
plngrotlem2.2 φ Y Z I W
plngrotlem2.3 φ Y W
plngrotlem1.1 φ S X L Y E Z
plngrotlem1.2 φ S X L Y S hp 𝒢 G X L Y Z
Assertion plngrotlem1 φ S Z L Y E X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 plngval.p P = Base G
2 plngval.i I = Itv G
3 plngval.1 L = Line 𝒢 G
4 plngval.e Could not format E = ( PlnG ` G ) : No typesetting found for |- E = ( PlnG ` G ) with typecode |-
5 plngval.g φ G 𝒢 Tarski
6 plngrot.x φ X P Z L Y
7 plngrot.y φ Y P
8 plngrot.z φ Z P X L Y
9 plngrot.1 φ X Y
10 plngrotlem2.4 O = a b | a P X L Y b P X L Y t X L Y t a I b
11 plngrotlem2.1 φ W P
12 plngrotlem2.2 φ Y Z I W
13 plngrotlem2.3 φ Y W
14 plngrotlem1.1 φ S X L Y E Z
15 plngrotlem1.2 φ S X L Y S hp 𝒢 G X L Y Z
16 8 eldifad φ Z P
17 6 eldifad φ X P
18 1 2 3 5 17 7 9 tglinerflx2 φ Y X L Y
19 elndif Y X L Y ¬ Y P X L Y
20 18 19 syl φ ¬ Y P X L Y
21 nelne2 Z P X L Y ¬ Y P X L Y Z Y
22 8 20 21 syl2anc φ Z Y
23 1 2 3 5 16 7 22 tgelrnln φ Z L Y ran L
24 1 2 3 4 5 23 6 elplnglnid φ Z L Y Z L Y E X
25 24 sselda φ S Z L Y S Z L Y E X
26 5 adantr φ ¬ S Z L Y G 𝒢 Tarski
27 26 ad2antrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S G 𝒢 Tarski
28 23 ad3antrrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S Z L Y ran L
29 1 2 3 5 17 7 9 tgelrnln φ X L Y ran L
30 1 2 3 4 5 29 8 14 plngssp φ S P
31 30 adantr φ ¬ S Z L Y S P
32 11 adantr φ ¬ S Z L Y W P
33 simpr φ S = W S = W
34 1 2 3 5 16 7 11 22 12 btwnlng3 φ W Z L Y
35 34 adantr φ S = W W Z L Y
36 33 35 eqeltrd φ S = W S Z L Y
37 36 stoic1a φ ¬ S Z L Y ¬ S = W
38 37 neqned φ ¬ S Z L Y S W
39 1 2 3 26 31 32 38 tgelrnln φ ¬ S Z L Y S L W ran L
40 39 ad2antrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S S L W ran L
41 31 ad2antrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S S P
42 32 ad2antrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S W P
43 29 adantr φ ¬ S Z L Y X L Y ran L
44 43 ad2antrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S X L Y ran L
45 simplr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t X L Y
46 1 3 2 27 44 45 tglnpt φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t P
47 38 ad2antrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S S W
48 eqid dist G = dist G
49 simpr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t W I S
50 1 48 2 27 42 46 41 49 tgbtwncom φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t S I W
51 1 2 3 27 41 42 46 47 50 btwnlng1 φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t S L W
52 13 neneqd φ ¬ Y = W
53 52 adantr φ ¬ S Z L Y ¬ Y = W
54 5 ad2antrr φ ¬ S Z L Y W X L Y G 𝒢 Tarski
55 29 ad2antrr φ ¬ S Z L Y W X L Y X L Y ran L
56 23 ad2antrr φ ¬ S Z L Y W X L Y Z L Y ran L
57 16 adantr φ ¬ S Z L Y Z P
58 7 adantr φ ¬ S Z L Y Y P
59 22 adantr φ ¬ S Z L Y Z Y
60 1 2 3 26 57 58 59 tglinerflx1 φ ¬ S Z L Y Z Z L Y
61 8 eldifbd φ ¬ Z X L Y
62 61 ad2antrr φ ¬ S Z L Y W X L Y ¬ Z X L Y
63 nelne1 Z Z L Y ¬ Z X L Y Z L Y X L Y
64 60 62 63 syl2an2r φ ¬ S Z L Y W X L Y Z L Y X L Y
65 64 necomd φ ¬ S Z L Y W X L Y X L Y Z L Y
66 18 ad2antrr φ ¬ S Z L Y W X L Y Y X L Y
67 16 ad2antrr φ ¬ S Z L Y W X L Y Z P
68 7 ad2antrr φ ¬ S Z L Y W X L Y Y P
69 22 ad2antrr φ ¬ S Z L Y W X L Y Z Y
70 1 2 3 54 67 68 69 tglinerflx2 φ ¬ S Z L Y W X L Y Y Z L Y
71 66 70 elind φ ¬ S Z L Y W X L Y Y X L Y Z L Y
72 simpr φ ¬ S Z L Y W X L Y W X L Y
73 11 ad2antrr φ ¬ S Z L Y W X L Y W P
74 12 ad2antrr φ ¬ S Z L Y W X L Y Y Z I W
75 1 2 3 54 67 68 73 69 74 btwnlng3 φ ¬ S Z L Y W X L Y W Z L Y
76 72 75 elind φ ¬ S Z L Y W X L Y W X L Y Z L Y
77 1 2 3 54 55 56 65 71 76 tglineineq φ ¬ S Z L Y W X L Y Y = W
78 53 77 mtand φ ¬ S Z L Y ¬ W X L Y
79 78 ad2antrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S ¬ W X L Y
80 nelne2 t X L Y ¬ W X L Y t W
81 45 79 80 syl2anc φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t W
82 1 2 3 27 41 42 47 tglinerflx1 φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S S S L W
83 simpllr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S ¬ S Z L Y
84 nelne1 S S L W ¬ S Z L Y S L W Z L Y
85 82 83 84 syl2anc φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S S L W Z L Y
86 85 necomd φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S Z L Y S L W
87 34 ad3antrrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S W Z L Y
88 1 2 3 27 41 42 47 tglinerflx2 φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S W S L W
89 87 88 elind φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S W Z L Y S L W
90 1 2 3 27 28 40 86 89 tglineinsn φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S Z L Y S L W = W
91 1 2 3 4 27 28 40 51 42 81 90 lnincplng φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S S L W Z L Y E t
92 6 ad3antrrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S X P Z L Y
93 17 ad3antrrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S X P
94 58 ad2antrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S Y P
95 9 ad3antrrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S X Y
96 1 2 3 27 93 94 95 tglinerflx1 φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S X X L Y
97 60 ad2antrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S Z Z L Y
98 61 adantr φ ¬ S Z L Y ¬ Z X L Y
99 98 ad2antrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S ¬ Z X L Y
100 97 99 63 syl2anc φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S Z L Y X L Y
101 57 ad2antrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S Z P
102 59 ad2antrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S Z Y
103 1 2 3 27 101 94 102 tglinerflx2 φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S Y Z L Y
104 18 adantr φ ¬ S Z L Y Y X L Y
105 104 ad2antrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S Y X L Y
106 103 105 elind φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S Y Z L Y X L Y
107 1 2 3 27 28 44 100 106 tglineinsn φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S Z L Y X L Y = Y
108 1 2 3 4 27 28 44 96 94 95 107 lnincplng φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S X L Y Z L Y E X
109 108 45 sseldd φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y E X
110 27 adantr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y G 𝒢 Tarski
111 46 adantr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y t P
112 42 adantr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y W P
113 41 adantr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y S P
114 81 adantr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y t W
115 50 adantr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y t S I W
116 1 2 3 110 111 112 113 114 115 btwnlng2 φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y S t L W
117 57 ad3antrrr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y Z P
118 99 adantr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y ¬ Z X L Y
119 nelne2 t X L Y ¬ Z X L Y t Z
120 45 118 119 syl2an2r φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y t Z
121 120 necomd φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y Z t
122 1 2 3 110 117 111 121 tglinecom φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y Z L t = t L Z
123 22 necomd φ Y Z
124 1 48 2 5 16 7 11 12 123 tgbtwnne φ Z W
125 124 ad4antr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y Z W
126 simpr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y t Z L Y
127 1 2 3 5 16 11 7 124 12 btwnlng1 φ Y Z L W
128 1 2 3 5 16 11 124 7 123 127 tglineelsb2 φ Z L W = Z L Y
129 128 ad4antr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y Z L W = Z L Y
130 126 129 eleqtrrd φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y t Z L W
131 1 2 3 110 117 112 125 111 120 130 tglineelsb2 φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y Z L W = Z L t
132 131 129 eqtr3d φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y Z L t = Z L Y
133 81 necomd φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S W t
134 133 adantr φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y W t
135 1 2 3 110 111 117 112 120 130 125 lnrot2 φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y W t L Z
136 1 2 3 110 111 117 120 112 134 135 tglineelsb2 φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y t L Z = t L W
137 122 132 136 3eqtr3rd φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y t L W = Z L Y
138 116 137 eleqtrd φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y S Z L Y
139 83 138 mtand φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S ¬ t Z L Y
140 109 139 eldifd φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S t Z L Y E X Z L Y
141 1 2 3 4 27 28 92 140 plngcp φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S Z L Y E X = Z L Y E t
142 91 141 sseqtrrd φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S S L W Z L Y E X
143 142 82 sseldd φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S S Z L Y E X
144 eleq1 t = S t W I S S W I S
145 simpr φ ¬ S Z L Y S X L Y S X L Y
146 5 ad2antrr φ ¬ S Z L Y S X L Y G 𝒢 Tarski
147 11 ad2antrr φ ¬ S Z L Y S X L Y W P
148 30 ad2antrr φ ¬ S Z L Y S X L Y S P
149 1 48 2 146 147 148 tgbtwntriv2 φ ¬ S Z L Y S X L Y S W I S
150 144 145 149 rspcedvdw φ ¬ S Z L Y S X L Y t X L Y t W I S
151 29 ad2antrr φ ¬ S Z L Y ¬ S X L Y X L Y ran L
152 5 ad2antrr φ ¬ S Z L Y ¬ S X L Y G 𝒢 Tarski
153 30 ad2antrr φ ¬ S Z L Y ¬ S X L Y S P
154 11 ad2antrr φ ¬ S Z L Y ¬ S X L Y W P
155 16 ad2antrr φ ¬ S Z L Y ¬ S X L Y Z P
156 15 ord φ ¬ S X L Y S hp 𝒢 G X L Y Z
157 156 adantr φ ¬ S Z L Y ¬ S X L Y S hp 𝒢 G X L Y Z
158 157 imp φ ¬ S Z L Y ¬ S X L Y S hp 𝒢 G X L Y Z
159 1 2 3 152 151 153 10 155 158 hpgcom φ ¬ S Z L Y ¬ S X L Y Z hp 𝒢 G X L Y S
160 12 adantr φ ¬ S Z L Y Y Z I W
161 1 48 2 10 57 32 104 98 78 160 islnoppd φ ¬ S Z L Y Z O W
162 1 2 3 10 26 43 57 31 32 161 lnopp2hpgb φ ¬ S Z L Y S O W Z hp 𝒢 G X L Y S
163 162 adantr φ ¬ S Z L Y ¬ S X L Y S O W Z hp 𝒢 G X L Y S
164 159 163 mpbird φ ¬ S Z L Y ¬ S X L Y S O W
165 1 48 2 10 3 151 152 153 154 164 oppcom φ ¬ S Z L Y ¬ S X L Y W O S
166 1 48 2 10 154 153 islnopp φ ¬ S Z L Y ¬ S X L Y W O S ¬ W X L Y ¬ S X L Y t X L Y t W I S
167 165 166 mpbid φ ¬ S Z L Y ¬ S X L Y ¬ W X L Y ¬ S X L Y t X L Y t W I S
168 167 simprd φ ¬ S Z L Y ¬ S X L Y t X L Y t W I S
169 exmidd φ ¬ S Z L Y S X L Y ¬ S X L Y
170 150 168 169 mpjaodan φ ¬ S Z L Y t X L Y t W I S
171 143 170 r19.29a φ ¬ S Z L Y S Z L Y E X
172 exmidd φ S Z L Y ¬ S Z L Y
173 25 171 172 mpjaodan φ S Z L Y E X