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Theorem prelrrx2b

Description: An unordered pair of ordered pairs with first components 1 and 2 and real numbers as second components is a point in a real Euclidean space of dimension 2, determined by its coordinates. (Contributed by AV, 7-May-2023)

Ref Expression
Hypotheses prelrrx2.i ⊢ I = 1 2
prelrrx2.b ⊢ P = ℝ I
Assertion prelrrx2b ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → Z ∈ P ∧ Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y ↔ Z ∈ 1 A 2 B 1 X 2 Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 prelrrx2.i ⊢ I = 1 2
2 prelrrx2.b ⊢ P = ℝ I
3 2 eleq2i ⊢ Z ∈ P ↔ Z ∈ ℝ I
4 1 oveq2i ⊢ ℝ I = ℝ 1 2
5 4 eleq2i ⊢ Z ∈ ℝ I ↔ Z ∈ ℝ 1 2
6 3 5 bitri ⊢ Z ∈ P ↔ Z ∈ ℝ 1 2
7 elmapi ⊢ Z ∈ ℝ 1 2 → Z : 1 2 ⟶ ℝ
8 1ne2 ⊢ 1 ≠ 2
9 1ex ⊢ 1 ∈ V
10 2ex ⊢ 2 ∈ V
11 9 10 fprb ⊢ 1 ≠ 2 → Z : 1 2 ⟶ ℝ ↔ ∃ x ∈ ℝ ∃ y ∈ ℝ Z = 1 x 2 y
12 8 11 ax-mp ⊢ Z : 1 2 ⟶ ℝ ↔ ∃ x ∈ ℝ ∃ y ∈ ℝ Z = 1 x 2 y
13 fveq1 ⊢ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 1 = 1 x 2 y ⁡ 1
14 vex ⊢ x ∈ V
15 9 14 fvpr1 ⊢ 1 ≠ 2 → 1 x 2 y ⁡ 1 = x
16 8 15 ax-mp ⊢ 1 x 2 y ⁡ 1 = x
17 13 16 eqtrdi ⊢ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 1 = x
18 17 eqeq1d ⊢ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 1 = A ↔ x = A
19 fveq1 ⊢ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 2 = 1 x 2 y ⁡ 2
20 vex ⊢ y ∈ V
21 10 20 fvpr2 ⊢ 1 ≠ 2 → 1 x 2 y ⁡ 2 = y
22 8 21 ax-mp ⊢ 1 x 2 y ⁡ 2 = y
23 19 22 eqtrdi ⊢ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 2 = y
24 23 eqeq1d ⊢ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 2 = B ↔ y = B
25 18 24 anbi12d ⊢ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ↔ x = A ∧ y = B
26 25 adantl ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ↔ x = A ∧ y = B
27 opeq2 ⊢ x = A → 1 x = 1 A
28 27 adantr ⊢ x = A ∧ y = B → 1 x = 1 A
29 opeq2 ⊢ y = B → 2 y = 2 B
30 29 adantl ⊢ x = A ∧ y = B → 2 y = 2 B
31 28 30 preq12d ⊢ x = A ∧ y = B → 1 x 2 y = 1 A 2 B
32 31 eqeq2d ⊢ x = A ∧ y = B → Z = 1 x 2 y ↔ Z = 1 A 2 B
33 32 biimpcd ⊢ Z = 1 x 2 y → x = A ∧ y = B → Z = 1 A 2 B
34 33 adantl ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ Z = 1 x 2 y → x = A ∧ y = B → Z = 1 A 2 B
35 26 34 sylbid ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B → Z = 1 A 2 B
36 35 ex ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B → Z = 1 A 2 B
37 36 rexlimdvva ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → ∃ x ∈ ℝ ∃ y ∈ ℝ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B → Z = 1 A 2 B
38 12 37 biimtrid ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → Z : 1 2 ⟶ ℝ → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B → Z = 1 A 2 B
39 7 38 syl5 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → Z ∈ ℝ 1 2 → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B → Z = 1 A 2 B
40 6 39 biimtrid ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → Z ∈ P → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B → Z = 1 A 2 B
41 40 imp ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z ∈ P → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B → Z = 1 A 2 B
42 17 eqeq1d ⊢ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 1 = X ↔ x = X
43 23 eqeq1d ⊢ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 2 = Y ↔ y = Y
44 42 43 anbi12d ⊢ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y ↔ x = X ∧ y = Y
45 44 adantl ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y ↔ x = X ∧ y = Y
46 opeq2 ⊢ x = X → 1 x = 1 X
47 46 adantr ⊢ x = X ∧ y = Y → 1 x = 1 X
48 opeq2 ⊢ y = Y → 2 y = 2 Y
49 48 adantl ⊢ x = X ∧ y = Y → 2 y = 2 Y
50 47 49 preq12d ⊢ x = X ∧ y = Y → 1 x 2 y = 1 X 2 Y
51 50 eqeq2d ⊢ x = X ∧ y = Y → Z = 1 x 2 y ↔ Z = 1 X 2 Y
52 51 biimpcd ⊢ Z = 1 x 2 y → x = X ∧ y = Y → Z = 1 X 2 Y
53 52 adantl ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ Z = 1 x 2 y → x = X ∧ y = Y → Z = 1 X 2 Y
54 45 53 sylbid ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y → Z = 1 X 2 Y
55 54 ex ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y → Z = 1 X 2 Y
56 55 rexlimdvva ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → ∃ x ∈ ℝ ∃ y ∈ ℝ Z = 1 x 2 y → Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y → Z = 1 X 2 Y
57 12 56 biimtrid ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → Z : 1 2 ⟶ ℝ → Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y → Z = 1 X 2 Y
58 7 57 syl5 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → Z ∈ ℝ 1 2 → Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y → Z = 1 X 2 Y
59 6 58 biimtrid ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → Z ∈ P → Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y → Z = 1 X 2 Y
60 59 imp ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z ∈ P → Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y → Z = 1 X 2 Y
61 41 60 orim12d ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z ∈ P → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y → Z = 1 A 2 B ∨ Z = 1 X 2 Y
62 61 imp ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z ∈ P ∧ Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y → Z = 1 A 2 B ∨ Z = 1 X 2 Y
63 elprg ⊢ Z ∈ P → Z ∈ 1 A 2 B 1 X 2 Y ↔ Z = 1 A 2 B ∨ Z = 1 X 2 Y
64 63 ad2antlr ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z ∈ P ∧ Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y → Z ∈ 1 A 2 B 1 X 2 Y ↔ Z = 1 A 2 B ∨ Z = 1 X 2 Y
65 62 64 mpbird ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z ∈ P ∧ Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y → Z ∈ 1 A 2 B 1 X 2 Y
66 65 expl ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → Z ∈ P ∧ Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y → Z ∈ 1 A 2 B 1 X 2 Y
67 elpri ⊢ Z ∈ 1 A 2 B 1 X 2 Y → Z = 1 A 2 B ∨ Z = 1 X 2 Y
68 1 2 prelrrx2 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → 1 A 2 B ∈ P
69 68 ad2antrr ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 A 2 B → 1 A 2 B ∈ P
70 eleq1 ⊢ Z = 1 A 2 B → Z ∈ P ↔ 1 A 2 B ∈ P
71 70 adantl ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 A 2 B → Z ∈ P ↔ 1 A 2 B ∈ P
72 69 71 mpbird ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 A 2 B → Z ∈ P
73 simpl ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → A ∈ ℝ
74 8 a1i ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → 1 ≠ 2
75 fvpr1g ⊢ 1 ∈ V ∧ A ∈ ℝ ∧ 1 ≠ 2 → 1 A 2 B ⁡ 1 = A
76 9 73 74 75 mp3an2i ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → 1 A 2 B ⁡ 1 = A
77 simpr ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → B ∈ ℝ
78 fvpr2g ⊢ 2 ∈ V ∧ B ∈ ℝ ∧ 1 ≠ 2 → 1 A 2 B ⁡ 2 = B
79 10 77 74 78 mp3an2i ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → 1 A 2 B ⁡ 2 = B
80 76 79 jca ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → 1 A 2 B ⁡ 1 = A ∧ 1 A 2 B ⁡ 2 = B
81 80 ad2antrr ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 A 2 B → 1 A 2 B ⁡ 1 = A ∧ 1 A 2 B ⁡ 2 = B
82 fveq1 ⊢ Z = 1 A 2 B → Z ⁡ 1 = 1 A 2 B ⁡ 1
83 82 eqeq1d ⊢ Z = 1 A 2 B → Z ⁡ 1 = A ↔ 1 A 2 B ⁡ 1 = A
84 fveq1 ⊢ Z = 1 A 2 B → Z ⁡ 2 = 1 A 2 B ⁡ 2
85 84 eqeq1d ⊢ Z = 1 A 2 B → Z ⁡ 2 = B ↔ 1 A 2 B ⁡ 2 = B
86 83 85 anbi12d ⊢ Z = 1 A 2 B → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ↔ 1 A 2 B ⁡ 1 = A ∧ 1 A 2 B ⁡ 2 = B
87 86 adantl ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 A 2 B → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ↔ 1 A 2 B ⁡ 1 = A ∧ 1 A 2 B ⁡ 2 = B
88 81 87 mpbird ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 A 2 B → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B
89 88 orcd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 A 2 B → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y
90 72 89 jca ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 A 2 B → Z ∈ P ∧ Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y
91 90 ex ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → Z = 1 A 2 B → Z ∈ P ∧ Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y
92 1 2 prelrrx2 ⊢ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → 1 X 2 Y ∈ P
93 92 ad2antlr ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 X 2 Y → 1 X 2 Y ∈ P
94 eleq1 ⊢ Z = 1 X 2 Y → Z ∈ P ↔ 1 X 2 Y ∈ P
95 94 adantl ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 X 2 Y → Z ∈ P ↔ 1 X 2 Y ∈ P
96 93 95 mpbird ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 X 2 Y → Z ∈ P
97 simpl ⊢ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → X ∈ ℝ
98 8 a1i ⊢ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → 1 ≠ 2
99 fvpr1g ⊢ 1 ∈ V ∧ X ∈ ℝ ∧ 1 ≠ 2 → 1 X 2 Y ⁡ 1 = X
100 9 97 98 99 mp3an2i ⊢ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → 1 X 2 Y ⁡ 1 = X
101 simpr ⊢ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → Y ∈ ℝ
102 fvpr2g ⊢ 2 ∈ V ∧ Y ∈ ℝ ∧ 1 ≠ 2 → 1 X 2 Y ⁡ 2 = Y
103 10 101 98 102 mp3an2i ⊢ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → 1 X 2 Y ⁡ 2 = Y
104 100 103 jca ⊢ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → 1 X 2 Y ⁡ 1 = X ∧ 1 X 2 Y ⁡ 2 = Y
105 104 ad2antlr ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 X 2 Y → 1 X 2 Y ⁡ 1 = X ∧ 1 X 2 Y ⁡ 2 = Y
106 fveq1 ⊢ Z = 1 X 2 Y → Z ⁡ 1 = 1 X 2 Y ⁡ 1
107 106 eqeq1d ⊢ Z = 1 X 2 Y → Z ⁡ 1 = X ↔ 1 X 2 Y ⁡ 1 = X
108 fveq1 ⊢ Z = 1 X 2 Y → Z ⁡ 2 = 1 X 2 Y ⁡ 2
109 108 eqeq1d ⊢ Z = 1 X 2 Y → Z ⁡ 2 = Y ↔ 1 X 2 Y ⁡ 2 = Y
110 107 109 anbi12d ⊢ Z = 1 X 2 Y → Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y ↔ 1 X 2 Y ⁡ 1 = X ∧ 1 X 2 Y ⁡ 2 = Y
111 110 adantl ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 X 2 Y → Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y ↔ 1 X 2 Y ⁡ 1 = X ∧ 1 X 2 Y ⁡ 2 = Y
112 105 111 mpbird ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 X 2 Y → Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y
113 112 olcd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 X 2 Y → Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y
114 96 113 jca ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ Z = 1 X 2 Y → Z ∈ P ∧ Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y
115 114 ex ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → Z = 1 X 2 Y → Z ∈ P ∧ Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y
116 91 115 jaod ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → Z = 1 A 2 B ∨ Z = 1 X 2 Y → Z ∈ P ∧ Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y
117 67 116 syl5 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → Z ∈ 1 A 2 B 1 X 2 Y → Z ∈ P ∧ Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y
118 66 117 impbid ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → Z ∈ P ∧ Z ⁡ 1 = A ∧ Z ⁡ 2 = B ∨ Z ⁡ 1 = X ∧ Z ⁡ 2 = Y ↔ Z ∈ 1 A 2 B 1 X 2 Y