Metamath Proof Explorer


Theorem symquadmid

Description: In a symmetrical quadrilateral, the midpoints of the diagonals coincide. Corollary of Lemma 7.21 of Schwabhauser p. 52. (Contributed by Thierry Arnoux, 20-Jul-2026)

Ref Expression
Hypotheses symquadmid.p P = Base G
symquadmid.d - ˙ = dist G
symquadmid.i I = Itv G
symquadmid.l L = Line 𝒢 G
symquadmid.m M = mid 𝒢 G
symquadmid.o O = a b | a P X L Z b P X L Z t X L Z t a I b
symquadmid.g φ G 𝒢 Tarski
symquadmid.x φ X P
symquadmid.y φ Y P
symquadmid.z φ Z P
symquadmid.w φ W P
symquadmid.2 φ ¬ X Y L Z Y = Z
symquadmid.3 φ Y W
symquadmid.4 φ X - ˙ Y = Z - ˙ W
symquadmid.5 φ Y - ˙ Z = W - ˙ X
symquadmid.6 φ Y O W
Assertion symquadmid φ X M Z = Y M W

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 symquadmid.p P = Base G
2 symquadmid.d - ˙ = dist G
3 symquadmid.i I = Itv G
4 symquadmid.l L = Line 𝒢 G
5 symquadmid.m M = mid 𝒢 G
6 symquadmid.o O = a b | a P X L Z b P X L Z t X L Z t a I b
7 symquadmid.g φ G 𝒢 Tarski
8 symquadmid.x φ X P
9 symquadmid.y φ Y P
10 symquadmid.z φ Z P
11 symquadmid.w φ W P
12 symquadmid.2 φ ¬ X Y L Z Y = Z
13 symquadmid.3 φ Y W
14 symquadmid.4 φ X - ˙ Y = Z - ˙ W
15 symquadmid.5 φ Y - ˙ Z = W - ˙ X
16 symquadmid.6 φ Y O W
17 eqid pInv 𝒢 G = pInv 𝒢 G
18 7 ad2antrr φ t X L Z t Y I W G 𝒢 Tarski
19 eqid pInv 𝒢 G t = pInv 𝒢 G t
20 8 ad2antrr φ t X L Z t Y I W X P
21 9 ad2antrr φ t X L Z t Y I W Y P
22 10 ad2antrr φ t X L Z t Y I W Z P
23 11 ad2antrr φ t X L Z t Y I W W P
24 1 3 4 7 8 9 10 12 ncolne2 φ X Z
25 1 3 4 7 8 10 24 tgelrnln φ X L Z ran L
26 25 ad2antrr φ t X L Z t Y I W X L Z ran L
27 simplr φ t X L Z t Y I W t X L Z
28 1 4 3 18 26 27 tglnpt φ t X L Z t Y I W t P
29 12 ad2antrr φ t X L Z t Y I W ¬ X Y L Z Y = Z
30 13 ad2antrr φ t X L Z t Y I W Y W
31 14 ad2antrr φ t X L Z t Y I W X - ˙ Y = Z - ˙ W
32 15 ad2antrr φ t X L Z t Y I W Y - ˙ Z = W - ˙ X
33 27 orcd φ t X L Z t Y I W t X L Z X = Z
34 simpr φ t X L Z t Y I W t Y I W
35 1 3 4 18 21 23 28 30 34 btwnlng1 φ t X L Z t Y I W t Y L W
36 35 orcd φ t X L Z t Y I W t Y L W Y = W
37 1 2 3 4 17 18 19 20 21 22 23 28 29 30 31 32 33 36 symquadlem φ t X L Z t Y I W X = pInv 𝒢 G t Z
38 1 4 3 7 9 10 8 12 ncoltgdim2 φ G Dim 𝒢 2
39 38 ad2antrr φ t X L Z t Y I W G Dim 𝒢 2
40 1 2 3 18 39 22 20 17 28 ismidb φ t X L Z t Y I W X = pInv 𝒢 G t Z Z mid 𝒢 G X = t
41 37 40 mpbid φ t X L Z t Y I W Z mid 𝒢 G X = t
42 1 2 3 18 39 20 22 midcom φ t X L Z t Y I W X mid 𝒢 G Z = Z mid 𝒢 G X
43 1 2 3 18 39 21 23 midcom φ t X L Z t Y I W Y mid 𝒢 G W = W mid 𝒢 G Y
44 15 eqcomd φ W - ˙ X = Y - ˙ Z
45 1 2 3 7 11 8 9 10 44 tgcgrcomlr φ X - ˙ W = Z - ˙ Y
46 45 eqcomd φ Z - ˙ Y = X - ˙ W
47 46 ad2antrr φ t X L Z t Y I W Z - ˙ Y = X - ˙ W
48 1 2 3 7 8 9 10 11 14 tgcgrcomlr φ Y - ˙ X = W - ˙ Z
49 48 ad2antrr φ t X L Z t Y I W Y - ˙ X = W - ˙ Z
50 1 4 3 7 9 10 8 12 ncolrot2 φ ¬ Z X L Y X = Y
51 1 4 3 7 8 9 10 50 ncolcom φ ¬ Z Y L X Y = X
52 51 ad2antrr φ t X L Z t Y I W ¬ Z Y L X Y = X
53 1 3 4 7 8 10 24 tglinecom φ X L Z = Z L X
54 53 ad2antrr φ t X L Z t Y I W X L Z = Z L X
55 27 54 eleqtrd φ t X L Z t Y I W t Z L X
56 1 2 4 18 22 21 20 23 47 49 52 30 55 35 symquadprlnglem φ t X L Z t Y I W ¬ W X L Y X = Y
57 1 4 3 18 20 21 23 56 ncolcom φ t X L Z t Y I W ¬ W Y L X Y = X
58 1 4 3 18 21 20 23 57 ncolrot1 φ t X L Z t Y I W ¬ Y X L W X = W
59 24 ad2antrr φ t X L Z t Y I W X Z
60 45 ad2antrr φ t X L Z t Y I W X - ˙ W = Z - ˙ Y
61 1 2 3 4 17 18 19 21 20 23 22 28 58 59 49 60 36 33 symquadlem φ t X L Z t Y I W Y = pInv 𝒢 G t W
62 1 2 3 18 39 23 21 17 28 ismidb φ t X L Z t Y I W Y = pInv 𝒢 G t W W mid 𝒢 G Y = t
63 61 62 mpbid φ t X L Z t Y I W W mid 𝒢 G Y = t
64 43 63 eqtrd φ t X L Z t Y I W Y mid 𝒢 G W = t
65 41 42 64 3eqtr4d φ t X L Z t Y I W X mid 𝒢 G Z = Y mid 𝒢 G W
66 5 oveqi X M Z = X mid 𝒢 G Z
67 5 oveqi Y M W = Y mid 𝒢 G W
68 65 66 67 3eqtr4g φ t X L Z t Y I W X M Z = Y M W
69 1 2 3 6 9 11 islnopp φ Y O W ¬ Y X L Z ¬ W X L Z t X L Z t Y I W
70 16 69 mpbid φ ¬ Y X L Z ¬ W X L Z t X L Z t Y I W
71 70 simprd φ t X L Z t Y I W
72 68 71 r19.29a φ X M Z = Y M W