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Theorem axcontlem3

Description: Lemma for axcont . Given the separation assumption, B is a subset of D . (Contributed by Scott Fenton, 18-Jun-2013)

Ref Expression
Hypothesis axcontlem3.1 𝐷 = { 𝑝 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∣ ( 𝑈 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑝 ⟩ ∨ 𝑝 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑈 ⟩ ) }
Assertion axcontlem3 ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑥 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ ) ) ∧ ( 𝑍 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝑈𝐴𝑍𝑈 ) ) → 𝐵𝐷 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 axcontlem3.1 𝐷 = { 𝑝 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∣ ( 𝑈 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑝 ⟩ ∨ 𝑝 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑈 ⟩ ) }
2 simplr2 ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑥 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ ) ) ∧ ( 𝑍 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝑈𝐴𝑍𝑈 ) ) → 𝐵 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) )
3 simpr2 ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑥 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ ) ) ∧ ( 𝑍 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝑈𝐴𝑍𝑈 ) ) → 𝑈𝐴 )
4 3 anim1i ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑥 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ ) ) ∧ ( 𝑍 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝑈𝐴𝑍𝑈 ) ) ∧ 𝑝𝐵 ) → ( 𝑈𝐴𝑝𝐵 ) )
5 simplr3 ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑥 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ ) ) ∧ ( 𝑍 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝑈𝐴𝑍𝑈 ) ) → ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑥 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ )
6 5 adantr ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑥 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ ) ) ∧ ( 𝑍 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝑈𝐴𝑍𝑈 ) ) ∧ 𝑝𝐵 ) → ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑥 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ )
7 breq1 ( 𝑥 = 𝑈 → ( 𝑥 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ ↔ 𝑈 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ ) )
8 opeq2 ( 𝑦 = 𝑝 → ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ = ⟨ 𝑍 , 𝑝 ⟩ )
9 8 breq2d ( 𝑦 = 𝑝 → ( 𝑈 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ ↔ 𝑈 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑝 ⟩ ) )
10 7 9 rspc2v ( ( 𝑈𝐴𝑝𝐵 ) → ( ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑥 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ → 𝑈 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑝 ⟩ ) )
11 4 6 10 sylc ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑥 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ ) ) ∧ ( 𝑍 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝑈𝐴𝑍𝑈 ) ) ∧ 𝑝𝐵 ) → 𝑈 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑝 ⟩ )
12 11 orcd ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑥 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ ) ) ∧ ( 𝑍 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝑈𝐴𝑍𝑈 ) ) ∧ 𝑝𝐵 ) → ( 𝑈 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑝 ⟩ ∨ 𝑝 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑈 ⟩ ) )
13 12 ralrimiva ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑥 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ ) ) ∧ ( 𝑍 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝑈𝐴𝑍𝑈 ) ) → ∀ 𝑝𝐵 ( 𝑈 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑝 ⟩ ∨ 𝑝 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑈 ⟩ ) )
14 1 sseq2i ( 𝐵𝐷𝐵 ⊆ { 𝑝 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∣ ( 𝑈 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑝 ⟩ ∨ 𝑝 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑈 ⟩ ) } )
15 ssrab ( 𝐵 ⊆ { 𝑝 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∣ ( 𝑈 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑝 ⟩ ∨ 𝑝 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑈 ⟩ ) } ↔ ( 𝐵 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ ∀ 𝑝𝐵 ( 𝑈 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑝 ⟩ ∨ 𝑝 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑈 ⟩ ) ) )
16 14 15 bitri ( 𝐵𝐷 ↔ ( 𝐵 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ ∀ 𝑝𝐵 ( 𝑈 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑝 ⟩ ∨ 𝑝 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑈 ⟩ ) ) )
17 2 13 16 sylanbrc ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑥 Btwn ⟨ 𝑍 , 𝑦 ⟩ ) ) ∧ ( 𝑍 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝑈𝐴𝑍𝑈 ) ) → 𝐵𝐷 )