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Theorem ttgval

Description: Define a function to augment a subcomplex Hilbert space with betweenness and a line definition. (Contributed by Thierry Arnoux, 25-Mar-2019) (Proof shortened by AV, 9-Nov-2024)

Ref Expression
Hypotheses ttgval.n G = to𝒢 Tarski H
ttgval.b B = Base H
ttgval.m - ˙ = - H
ttgval.s · ˙ = H
ttgval.i I = Itv G
Assertion ttgval H V G = H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x I y x z I y y x I z I = x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ttgval.n G = to𝒢 Tarski H
2 ttgval.b B = Base H
3 ttgval.m - ˙ = - H
4 ttgval.s · ˙ = H
5 ttgval.i I = Itv G
6 1 a1i H V G = to𝒢 Tarski H
7 elex H V H V
8 fveq2 w = H Base w = Base H
9 8 2 eqtr4di w = H Base w = B
10 fveq2 w = H - w = - H
11 10 3 eqtr4di w = H - w = - ˙
12 11 oveqd w = H z - w x = z - ˙ x
13 fveq2 w = H w = H
14 13 4 eqtr4di w = H w = · ˙
15 eqidd w = H k = k
16 11 oveqd w = H y - w x = y - ˙ x
17 14 15 16 oveq123d w = H k w y - w x = k · ˙ y - ˙ x
18 12 17 eqeq12d w = H z - w x = k w y - w x z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
19 18 rexbidv w = H k 0 1 z - w x = k w y - w x k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
20 9 19 rabeqbidv w = H z Base w | k 0 1 z - w x = k w y - w x = z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
21 9 9 20 mpoeq123dv w = H x Base w , y Base w z Base w | k 0 1 z - w x = k w y - w x = x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
22 oveq1 w = H w sSet Itv ndx i = H sSet Itv ndx i
23 9 rabeqdv w = H z Base w | z x i y x z i y y x i z = z B | z x i y x z i y y x i z
24 9 9 23 mpoeq123dv w = H x Base w , y Base w z Base w | z x i y x z i y y x i z = x B , y B z B | z x i y x z i y y x i z
25 24 opeq2d w = H Line 𝒢 ndx x Base w , y Base w z Base w | z x i y x z i y y x i z = Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x i y x z i y y x i z
26 22 25 oveq12d w = H w sSet Itv ndx i sSet Line 𝒢 ndx x Base w , y Base w z Base w | z x i y x z i y y x i z = H sSet Itv ndx i sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x i y x z i y y x i z
27 21 26 csbeq12dv w = H x Base w , y Base w z Base w | k 0 1 z - w x = k w y - w x / i w sSet Itv ndx i sSet Line 𝒢 ndx x Base w , y Base w z Base w | z x i y x z i y y x i z = x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x / i H sSet Itv ndx i sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x i y x z i y y x i z
28 df-ttg to𝒢 Tarski = w V x Base w , y Base w z Base w | k 0 1 z - w x = k w y - w x / i w sSet Itv ndx i sSet Line 𝒢 ndx x Base w , y Base w z Base w | z x i y x z i y y x i z
29 ovex H sSet Itv ndx i sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x i y x z i y y x i z V
30 29 csbex x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x / i H sSet Itv ndx i sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x i y x z i y y x i z V
31 27 28 30 fvmpt H V to𝒢 Tarski H = x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x / i H sSet Itv ndx i sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x i y x z i y y x i z
32 7 31 syl H V to𝒢 Tarski H = x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x / i H sSet Itv ndx i sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x i y x z i y y x i z
33 2 fvexi B V
34 33 33 mpoex x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x V
35 34 a1i H V x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x V
36 simpr H V i = x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x i = x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
37 oveq2 a = x c - ˙ a = c - ˙ x
38 oveq2 a = x b - ˙ a = b - ˙ x
39 38 oveq2d a = x k · ˙ b - ˙ a = k · ˙ b - ˙ x
40 37 39 eqeq12d a = x c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a c - ˙ x = k · ˙ b - ˙ x
41 40 rexbidv a = x k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a k 0 1 c - ˙ x = k · ˙ b - ˙ x
42 41 rabbidv a = x c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a = c B | k 0 1 c - ˙ x = k · ˙ b - ˙ x
43 oveq1 b = y b - ˙ x = y - ˙ x
44 43 oveq2d b = y k · ˙ b - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
45 44 eqeq2d b = y c - ˙ x = k · ˙ b - ˙ x c - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
46 45 rexbidv b = y k 0 1 c - ˙ x = k · ˙ b - ˙ x k 0 1 c - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
47 46 rabbidv b = y c B | k 0 1 c - ˙ x = k · ˙ b - ˙ x = c B | k 0 1 c - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
48 oveq1 c = z c - ˙ x = z - ˙ x
49 48 eqeq1d c = z c - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
50 49 rexbidv c = z k 0 1 c - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
51 50 cbvrabv c B | k 0 1 c - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x = z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
52 47 51 eqtrdi b = y c B | k 0 1 c - ˙ x = k · ˙ b - ˙ x = z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
53 42 52 cbvmpov a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a = x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
54 36 53 eqtr4di H V i = x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a
55 simpr H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a
56 55 53 eqtrdi H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a i = x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
57 56 opeq2d H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a Itv ndx i = Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
58 57 oveq2d H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a H sSet Itv ndx i = H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
59 56 oveqd H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a x i y = x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y
60 59 eleq2d H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a z x i y z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y
61 56 oveqd H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a z i y = z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y
62 61 eleq2d H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a x z i y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y
63 56 oveqd H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a x i z = x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
64 63 eleq2d H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a y x i z y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
65 60 62 64 3orbi123d H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a z x i y x z i y y x i z z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
66 65 rabbidv H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a z B | z x i y x z i y y x i z = z B | z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
67 66 mpoeq3dv H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a x B , y B z B | z x i y x z i y y x i z = x B , y B z B | z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
68 67 opeq2d H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x i y x z i y y x i z = Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
69 58 68 oveq12d H V i = a B , b B c B | k 0 1 c - ˙ a = k · ˙ b - ˙ a H sSet Itv ndx i sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x i y x z i y y x i z = H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
70 54 69 syldan H V i = x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x H sSet Itv ndx i sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x i y x z i y y x i z = H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
71 35 70 csbied H V x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x / i H sSet Itv ndx i sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x i y x z i y y x i z = H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
72 6 32 71 3eqtrd H V G = H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
73 72 fveq2d H V Itv G = Itv H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
74 itvid Itv = Slot Itv ndx
75 lngndxnitvndx Line 𝒢 ndx Itv ndx
76 75 necomi Itv ndx Line 𝒢 ndx
77 74 76 setsnid Itv H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x = Itv H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
78 73 77 eqtr4di H V Itv G = Itv H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
79 5 a1i H V I = Itv G
80 74 setsid H V x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x V x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x = Itv H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
81 34 80 mpan2 H V x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x = Itv H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
82 78 79 81 3eqtr4d H V I = x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x
83 82 oveqd H V x I y = x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y
84 83 eleq2d H V z x I y z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y
85 82 oveqd H V z I y = z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y
86 85 eleq2d H V x z I y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y
87 82 oveqd H V x I z = x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
88 87 eleq2d H V y x I z y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
89 84 86 88 3orbi123d H V z x I y x z I y y x I z z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
90 89 rabbidv H V z B | z x I y x z I y y x I z = z B | z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
91 90 mpoeq3dv H V x B , y B z B | z x I y x z I y y x I z = x B , y B z B | z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
92 91 opeq2d H V Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x I y x z I y y x I z = Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
93 92 oveq2d H V H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x I y x z I y y x I z = H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y x z x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x y y x x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x z
94 72 93 eqtr4d H V G = H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x I y x z I y y x I z
95 94 82 jca H V G = H sSet Itv ndx x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x sSet Line 𝒢 ndx x B , y B z B | z x I y x z I y y x I z I = x B , y B z B | k 0 1 z - ˙ x = k · ˙ y - ˙ x