Metamath Proof Explorer


Theorem tgaaddcpbl2

Description: The angular addition is compatible with angle congruence: by adding congruent angles together, we obtain congruent angles. Compared with tgaaddcpbl , this version handles cases where U , V and W are aligned. (Contributed by Thierry Arnoux, 23-Aug-2026)

Ref Expression
Hypotheses tgaaddcpbl2.p P = Base G
tgaaddcpbl2.i I = Itv G
tgaaddcpbl2.l L = Line 𝒢 G
tgaaddcpbl2.c ˙ = 𝒢 G
tgaaddcpbl2.1 φ G 𝒢 Tarski
tgaaddcpbl2.s φ S P
tgaaddcpbl2.t φ T P
tgaaddcpbl2.u φ U P
tgaaddcpbl2.v φ V P
tgaaddcpbl2.w φ W P
tgaaddcpbl2.x φ X P
tgaaddcpbl2.y φ Y P
tgaaddcpbl2.z φ Z P
tgaaddcpbl2.2 φ Y S
tgaaddcpbl2.3 φ V T
tgaaddcpbl2.4 φ Y L S X I Z
tgaaddcpbl2.5 φ V L T U I W
tgaaddcpbl2.6 φ ⟨“ XYS ”⟩ ˙ ⟨“ UVT ”⟩
tgaaddcpbl2.7 φ ⟨“ SYZ ”⟩ ˙ ⟨“ TVW ”⟩
Assertion tgaaddcpbl2 φ ⟨“ XYZ ”⟩ ˙ ⟨“ UVW ”⟩

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tgaaddcpbl2.p P = Base G
2 tgaaddcpbl2.i I = Itv G
3 tgaaddcpbl2.l L = Line 𝒢 G
4 tgaaddcpbl2.c ˙ = 𝒢 G
5 tgaaddcpbl2.1 φ G 𝒢 Tarski
6 tgaaddcpbl2.s φ S P
7 tgaaddcpbl2.t φ T P
8 tgaaddcpbl2.u φ U P
9 tgaaddcpbl2.v φ V P
10 tgaaddcpbl2.w φ W P
11 tgaaddcpbl2.x φ X P
12 tgaaddcpbl2.y φ Y P
13 tgaaddcpbl2.z φ Z P
14 tgaaddcpbl2.2 φ Y S
15 tgaaddcpbl2.3 φ V T
16 tgaaddcpbl2.4 φ Y L S X I Z
17 tgaaddcpbl2.5 φ V L T U I W
18 tgaaddcpbl2.6 φ ⟨“ XYS ”⟩ ˙ ⟨“ UVT ”⟩
19 tgaaddcpbl2.7 φ ⟨“ SYZ ”⟩ ˙ ⟨“ TVW ”⟩
20 4 a1i φ ˙ = 𝒢 G
21 20 eqcomd φ 𝒢 G = ˙
22 5 adantr φ S hl 𝒢 G Y X G 𝒢 Tarski
23 eqid hl 𝒢 G = hl 𝒢 G
24 8 adantr φ S hl 𝒢 G Y X U P
25 9 adantr φ S hl 𝒢 G Y X V P
26 10 adantr φ S hl 𝒢 G Y X W P
27 11 adantr φ S hl 𝒢 G Y X X P
28 12 adantr φ S hl 𝒢 G Y X Y P
29 13 adantr φ S hl 𝒢 G Y X Z P
30 6 adantr φ S hl 𝒢 G Y X S P
31 7 adantr φ S hl 𝒢 G Y X T P
32 20 19 breqdi φ ⟨“ SYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ TVW ”⟩
33 32 adantr φ S hl 𝒢 G Y X ⟨“ SYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ TVW ”⟩
34 eqid dist G = dist G
35 20 18 breqdi φ ⟨“ XYS ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVT ”⟩
36 35 adantr φ S hl 𝒢 G Y X ⟨“ XYS ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVT ”⟩
37 simpr φ S hl 𝒢 G Y X S hl 𝒢 G Y X
38 1 2 23 30 27 28 22 37 hlcomd φ S hl 𝒢 G Y X X hl 𝒢 G Y S
39 1 2 34 22 27 28 30 24 25 31 36 23 38 cgrahl φ S hl 𝒢 G Y X U hl 𝒢 G V T
40 1 2 23 22 30 28 29 31 25 26 33 24 39 cgrahl1 φ S hl 𝒢 G Y X ⟨“ SYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVW ”⟩
41 1 2 22 23 30 28 29 24 25 26 40 cgracom φ S hl 𝒢 G Y X ⟨“ UVW ”⟩ 𝒢 G ⟨“ SYZ ”⟩
42 1 2 23 22 24 25 26 30 28 29 41 27 38 cgrahl1 φ S hl 𝒢 G Y X ⟨“ UVW ”⟩ 𝒢 G ⟨“ XYZ ”⟩
43 1 2 22 23 24 25 26 27 28 29 42 cgracom φ S hl 𝒢 G Y X ⟨“ XYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVW ”⟩
44 43 adantlr φ X Y L S S hl 𝒢 G Y X ⟨“ XYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVW ”⟩
45 5 adantr φ Y X I S G 𝒢 Tarski
46 6 adantr φ Y X I S S P
47 12 adantr φ Y X I S Y P
48 13 adantr φ Y X I S Z P
49 7 adantr φ Y X I S T P
50 9 adantr φ Y X I S V P
51 10 adantr φ Y X I S W P
52 11 adantr φ Y X I S X P
53 8 adantr φ Y X I S U P
54 32 adantr φ Y X I S ⟨“ SYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ TVW ”⟩
55 simpr φ Y X I S Y X I S
56 1 34 2 45 52 47 46 55 tgbtwncom φ Y X I S Y S I X
57 35 adantr φ Y X I S ⟨“ XYS ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVT ”⟩
58 1 2 34 45 52 47 46 53 50 49 57 55 cgrabtwn φ Y X I S V U I T
59 1 34 2 45 53 50 49 58 tgbtwncom φ Y X I S V T I U
60 1 2 23 5 11 12 6 8 9 7 35 cgrane1 φ X Y
61 60 necomd φ Y X
62 61 adantr φ Y X I S Y X
63 1 2 5 23 11 12 6 8 9 7 35 cgracom φ ⟨“ UVT ”⟩ 𝒢 G ⟨“ XYS ”⟩
64 1 2 23 5 8 9 7 11 12 6 63 cgrane1 φ U V
65 64 necomd φ V U
66 65 adantr φ Y X I S V U
67 1 2 34 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 56 59 62 66 sacgr φ Y X I S ⟨“ XYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVW ”⟩
68 67 adantlr φ X Y L S Y X I S ⟨“ XYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVW ”⟩
69 11 adantr φ X Y L S X P
70 12 adantr φ X Y L S Y P
71 6 adantr φ X Y L S S P
72 5 adantr φ X Y L S G 𝒢 Tarski
73 60 adantr φ X Y L S X Y
74 simpr φ X Y L S X Y L S
75 14 adantr φ X Y L S Y S
76 1 2 3 72 69 70 71 73 74 75 lnrot2 φ X Y L S S X L Y
77 1 2 23 69 70 71 72 69 3 76 lnhl φ X Y L S S hl 𝒢 G Y X Y X I S
78 44 68 77 mpjaodan φ X Y L S ⟨“ XYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVW ”⟩
79 5 ad2antrr φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z G 𝒢 Tarski
80 11 ad2antrr φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z X P
81 12 ad2antrr φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z Y P
82 13 ad2antrr φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z Z P
83 8 ad2antrr φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z U P
84 9 ad2antrr φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z V P
85 7 ad2antrr φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z T P
86 6 ad2antrr φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z S P
87 63 ad2antrr φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z ⟨“ UVT ”⟩ 𝒢 G ⟨“ XYS ”⟩
88 simpr φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z S hl 𝒢 G Y Z
89 1 2 23 86 82 81 79 88 hlcomd φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z Z hl 𝒢 G Y S
90 1 2 23 79 83 84 85 80 81 86 87 82 89 cgrahl2 φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z ⟨“ UVT ”⟩ 𝒢 G ⟨“ XYZ ”⟩
91 1 2 79 23 83 84 85 80 81 82 90 cgracom φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z ⟨“ XYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVT ”⟩
92 10 ad2antrr φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z W P
93 32 ad2antrr φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z ⟨“ SYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ TVW ”⟩
94 1 2 34 79 86 81 82 85 84 92 93 23 88 cgrahl φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z T hl 𝒢 G V W
95 1 2 23 85 92 84 79 94 hlcomd φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z W hl 𝒢 G V T
96 1 2 23 79 80 81 82 83 84 85 91 92 95 cgrahl2 φ ¬ X Y L S S hl 𝒢 G Y Z ⟨“ XYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVW ”⟩
97 96 adantlr φ ¬ X Y L S Z Y L S S hl 𝒢 G Y Z ⟨“ XYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVW ”⟩
98 5 ad2antrr φ ¬ X Y L S Y Z I S G 𝒢 Tarski
99 13 ad2antrr φ ¬ X Y L S Y Z I S Z P
100 12 ad2antrr φ ¬ X Y L S Y Z I S Y P
101 11 ad2antrr φ ¬ X Y L S Y Z I S X P
102 10 ad2antrr φ ¬ X Y L S Y Z I S W P
103 9 ad2antrr φ ¬ X Y L S Y Z I S V P
104 8 ad2antrr φ ¬ X Y L S Y Z I S U P
105 6 ad2antrr φ ¬ X Y L S Y Z I S S P
106 7 ad2antrr φ ¬ X Y L S Y Z I S T P
107 1 2 34 5 11 12 6 8 9 7 35 cgraswaplr φ ⟨“ SYX ”⟩ 𝒢 G ⟨“ TVU ”⟩
108 107 ad2antrr φ ¬ X Y L S Y Z I S ⟨“ SYX ”⟩ 𝒢 G ⟨“ TVU ”⟩
109 simpr φ ¬ X Y L S Y Z I S Y Z I S
110 1 34 2 98 99 100 105 109 tgbtwncom φ ¬ X Y L S Y Z I S Y S I Z
111 32 ad2antrr φ ¬ X Y L S Y Z I S ⟨“ SYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ TVW ”⟩
112 1 2 34 98 105 100 99 106 103 102 111 110 cgrabtwn φ ¬ X Y L S Y Z I S V T I W
113 1 2 23 5 6 12 13 7 9 10 32 cgrane2 φ Y Z
114 113 ad2antrr φ ¬ X Y L S Y Z I S Y Z
115 1 2 5 23 6 12 13 7 9 10 32 cgracom φ ⟨“ TVW ”⟩ 𝒢 G ⟨“ SYZ ”⟩
116 1 2 23 5 7 9 10 6 12 13 115 cgrane2 φ V W
117 116 ad2antrr φ ¬ X Y L S Y Z I S V W
118 1 2 34 98 105 100 101 106 103 104 99 102 108 110 112 114 117 sacgr φ ¬ X Y L S Y Z I S ⟨“ ZYX ”⟩ 𝒢 G ⟨“ WVU ”⟩
119 1 2 34 98 99 100 101 102 103 104 118 cgraswaplr φ ¬ X Y L S Y Z I S ⟨“ XYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVW ”⟩
120 119 adantlr φ ¬ X Y L S Z Y L S Y Z I S ⟨“ XYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVW ”⟩
121 13 ad2antrr φ ¬ X Y L S Z Y L S Z P
122 12 ad2antrr φ ¬ X Y L S Z Y L S Y P
123 6 ad2antrr φ ¬ X Y L S Z Y L S S P
124 5 ad2antrr φ ¬ X Y L S Z Y L S G 𝒢 Tarski
125 113 necomd φ Z Y
126 125 ad2antrr φ ¬ X Y L S Z Y L S Z Y
127 simpr φ ¬ X Y L S Z Y L S Z Y L S
128 14 ad2antrr φ ¬ X Y L S Z Y L S Y S
129 1 2 3 124 121 122 123 126 127 128 lnrot2 φ ¬ X Y L S Z Y L S S Z L Y
130 1 2 23 121 122 123 124 122 3 129 lnhl φ ¬ X Y L S Z Y L S S hl 𝒢 G Y Z Y Z I S
131 97 120 130 mpjaodan φ ¬ X Y L S Z Y L S ⟨“ XYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVW ”⟩
132 eqid 𝒢 G = 𝒢 G
133 eleq1 a = c a P Y L S c P Y L S
134 133 adantr a = c b = d a P Y L S c P Y L S
135 eleq1 b = d b P Y L S d P Y L S
136 135 adantl a = c b = d b P Y L S d P Y L S
137 134 136 anbi12d a = c b = d a P Y L S b P Y L S c P Y L S d P Y L S
138 oveq12 a = c b = d a I b = c I d
139 138 eleq2d a = c b = d s a I b s c I d
140 139 rexbidv a = c b = d s Y L S s a I b s Y L S s c I d
141 eleq1 s = t s c I d t c I d
142 141 cbvrexvw s Y L S s c I d t Y L S t c I d
143 140 142 bitrdi a = c b = d s Y L S s a I b t Y L S t c I d
144 137 143 anbi12d a = c b = d a P Y L S b P Y L S s Y L S s a I b c P Y L S d P Y L S t Y L S t c I d
145 144 cbvopabv a b | a P Y L S b P Y L S s Y L S s a I b = c d | c P Y L S d P Y L S t Y L S t c I d
146 eleq1 e = g e P V L T g P V L T
147 146 adantr e = g f = h e P V L T g P V L T
148 eleq1 f = h f P V L T h P V L T
149 148 adantl e = g f = h f P V L T h P V L T
150 147 149 anbi12d e = g f = h e P V L T f P V L T g P V L T h P V L T
151 oveq12 e = g f = h e I f = g I h
152 151 eleq2d e = g f = h u e I f u g I h
153 152 rexbidv e = g f = h u V L T u e I f u V L T u g I h
154 eleq1 u = v u g I h v g I h
155 154 cbvrexvw u V L T u g I h v V L T v g I h
156 153 155 bitrdi e = g f = h u V L T u e I f v V L T v g I h
157 150 156 anbi12d e = g f = h e P V L T f P V L T u V L T u e I f g P V L T h P V L T v V L T v g I h
158 157 cbvopabv e f | e P V L T f P V L T u V L T u e I f = g h | g P V L T h P V L T v V L T v g I h
159 5 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S G 𝒢 Tarski
160 6 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S S P
161 7 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S T P
162 8 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S U P
163 9 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S V P
164 10 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S W P
165 11 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S X P
166 12 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S Y P
167 13 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S Z P
168 14 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S Y S
169 15 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S V T
170 simplr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S ¬ X Y L S
171 165 170 eldifd φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S X P Y L S
172 simpr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S ¬ Z Y L S
173 167 172 eldifd φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S Z P Y L S
174 171 173 jca φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S X P Y L S Z P Y L S
175 inn0 Y L S X I Z t Y L S t X I Z
176 16 175 sylib φ t Y L S t X I Z
177 176 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S t Y L S t X I Z
178 174 177 jca φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S X P Y L S Z P Y L S t Y L S t X I Z
179 145 a1i φ a b | a P Y L S b P Y L S s Y L S s a I b = c d | c P Y L S d P Y L S t Y L S t c I d
180 oveq12 c = X d = Z c I d = X I Z
181 180 eleq2d c = X d = Z t c I d t X I Z
182 181 adantl φ c = X d = Z t c I d t X I Z
183 182 rexbidv φ c = X d = Z t Y L S t c I d t Y L S t X I Z
184 179 183 brab2d φ X a b | a P Y L S b P Y L S s Y L S s a I b Z X P Y L S Z P Y L S t Y L S t X I Z
185 184 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S X a b | a P Y L S b P Y L S s Y L S s a I b Z X P Y L S Z P Y L S t Y L S t X I Z
186 178 185 mpbird φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S X a b | a P Y L S b P Y L S s Y L S s a I b Z
187 simpr φ ¬ X Y L S ¬ X Y L S
188 5 ad2antrr φ ¬ X Y L S U V L T G 𝒢 Tarski
189 12 ad2antrr φ ¬ X Y L S U V L T Y P
190 6 ad2antrr φ ¬ X Y L S U V L T S P
191 11 ad2antrr φ ¬ X Y L S U V L T X P
192 14 ad2antrr φ ¬ X Y L S U V L T Y S
193 8 ad2antrr φ ¬ X Y L S U V L T U P
194 9 ad2antrr φ ¬ X Y L S U V L T V P
195 7 ad2antrr φ ¬ X Y L S U V L T T P
196 63 ad2antrr φ ¬ X Y L S U V L T ⟨“ UVT ”⟩ 𝒢 G ⟨“ XYS ”⟩
197 animorrl φ ¬ X Y L S U V L T U V L T V = T
198 1 3 2 188 194 195 193 197 colrot2 φ ¬ X Y L S U V L T T U L V U = V
199 1 2 34 188 193 194 195 191 189 190 196 3 198 cgracol φ ¬ X Y L S U V L T S X L Y X = Y
200 60 ad2antrr φ ¬ X Y L S U V L T X Y
201 200 neneqd φ ¬ X Y L S U V L T ¬ X = Y
202 199 201 olcnd φ ¬ X Y L S U V L T S X L Y
203 1 2 3 188 189 190 191 192 202 200 lnrot1 φ ¬ X Y L S U V L T X Y L S
204 187 203 mtand φ ¬ X Y L S ¬ U V L T
205 204 adantr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S ¬ U V L T
206 162 205 eldifd φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S U P V L T
207 simpr φ ¬ Z Y L S ¬ Z Y L S
208 5 ad2antrr φ ¬ Z Y L S W V L T G 𝒢 Tarski
209 12 ad2antrr φ ¬ Z Y L S W V L T Y P
210 6 ad2antrr φ ¬ Z Y L S W V L T S P
211 13 ad2antrr φ ¬ Z Y L S W V L T Z P
212 14 ad2antrr φ ¬ Z Y L S W V L T Y S
213 7 ad2antrr φ ¬ Z Y L S W V L T T P
214 9 ad2antrr φ ¬ Z Y L S W V L T V P
215 10 ad2antrr φ ¬ Z Y L S W V L T W P
216 115 ad2antrr φ ¬ Z Y L S W V L T ⟨“ TVW ”⟩ 𝒢 G ⟨“ SYZ ”⟩
217 animorrl φ ¬ Z Y L S W V L T W V L T V = T
218 1 3 2 208 214 213 215 217 colcom φ ¬ Z Y L S W V L T W T L V T = V
219 1 2 34 208 213 214 215 210 209 211 216 3 218 cgracol φ ¬ Z Y L S W V L T Z S L Y S = Y
220 14 necomd φ S Y
221 220 neneqd φ ¬ S = Y
222 221 ad2antrr φ ¬ Z Y L S W V L T ¬ S = Y
223 219 222 olcnd φ ¬ Z Y L S W V L T Z S L Y
224 1 2 3 208 209 210 211 212 223 lncom φ ¬ Z Y L S W V L T Z Y L S
225 207 224 mtand φ ¬ Z Y L S ¬ W V L T
226 225 adantlr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S ¬ W V L T
227 164 226 eldifd φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S W P V L T
228 206 227 jca φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S U P V L T W P V L T
229 inn0 V L T U I W v V L T v U I W
230 17 229 sylib φ v V L T v U I W
231 230 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S v V L T v U I W
232 228 231 jca φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S U P V L T W P V L T v V L T v U I W
233 158 a1i φ e f | e P V L T f P V L T u V L T u e I f = g h | g P V L T h P V L T v V L T v g I h
234 oveq12 g = U h = W g I h = U I W
235 234 eleq2d g = U h = W v g I h v U I W
236 235 adantl φ g = U h = W v g I h v U I W
237 236 rexbidv φ g = U h = W v V L T v g I h v V L T v U I W
238 233 237 brab2d φ U e f | e P V L T f P V L T u V L T u e I f W U P V L T W P V L T v V L T v U I W
239 238 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S U e f | e P V L T f P V L T u V L T u e I f W U P V L T W P V L T v V L T v U I W
240 232 239 mpbird φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S U e f | e P V L T f P V L T u V L T u e I f W
241 35 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S ⟨“ XYS ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVT ”⟩
242 32 ad2antrr φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S ⟨“ SYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ TVW ”⟩
243 1 2 3 132 145 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 186 240 241 242 tgaaddcpbl φ ¬ X Y L S ¬ Z Y L S ⟨“ XYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVW ”⟩
244 exmidd φ ¬ X Y L S Z Y L S ¬ Z Y L S
245 131 243 244 mpjaodan φ ¬ X Y L S ⟨“ XYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVW ”⟩
246 exmidd φ X Y L S ¬ X Y L S
247 78 245 246 mpjaodan φ ⟨“ XYZ ”⟩ 𝒢 G ⟨“ UVW ”⟩
248 21 247 breqdi φ ⟨“ XYZ ”⟩ ˙ ⟨“ UVW ”⟩