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Theorem btwnouttr2

Description: Outer transitivity law for betweenness. Left-hand side of Theorem 3.1 of Schwabhauser p. 30. (Contributed by Scott Fenton, 12-Jun-2013)

Ref Expression
Assertion btwnouttr2 ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) → ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) → 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐷 ⟩ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simp1 ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) → 𝑁 ∈ ℕ )
2 simp2l ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) → 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) )
3 simp3l ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) → 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) )
4 simp3r ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) → 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) )
5 axsegcon ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) → ∃ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) )
6 1 2 3 3 4 5 syl122anc ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) → ∃ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) )
7 6 adantr ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ) → ∃ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) )
8 simprrl ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) ) → 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ )
9 simprl1 ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) ) → 𝐵𝐶 )
10 simpl2 ( ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) → 𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ )
11 simprl ( ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) → 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ )
12 10 11 jca ( ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) → ( 𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ) )
13 12 adantl ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) ) → ( 𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ) )
14 simpl1 ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) → 𝑁 ∈ ℕ )
15 simpl2l ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) → 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) )
16 simpl2r ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) → 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) )
17 simpl3l ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) → 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) )
18 simpr ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) → 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) )
19 btwnexch3 ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) → ( ( 𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ) → 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝑥 ⟩ ) )
20 14 15 16 17 18 19 syl122anc ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) → ( ( 𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ) → 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝑥 ⟩ ) )
21 20 adantr ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) ) → ( ( 𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ) → 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝑥 ⟩ ) )
22 13 21 mpd ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) ) → 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝑥 ⟩ )
23 simprrr ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) ) → ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ )
24 22 23 jca ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) ) → ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) )
25 simprl3 ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) ) → 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ )
26 simpl3r ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) → 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) )
27 14 17 26 cgrrflxd ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) → ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ )
28 27 adantr ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) ) → ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ )
29 25 28 jca ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) ) → ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) )
30 segconeq ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) → ( ( 𝐵𝐶 ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) → 𝑥 = 𝐷 ) )
31 14 17 17 26 16 18 26 30 syl133anc ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) → ( ( 𝐵𝐶 ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) → 𝑥 = 𝐷 ) )
32 31 adantr ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) ) → ( ( 𝐵𝐶 ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) → 𝑥 = 𝐷 ) )
33 9 24 29 32 mp3and ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) ) → 𝑥 = 𝐷 )
34 33 opeq2d ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) ) → ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ = ⟨ 𝐴 , 𝐷 ⟩ )
35 8 34 breqtrd ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ∧ ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) ) ) → 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐷 ⟩ )
36 35 expr ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ) → ( ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) → 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐷 ⟩ ) )
37 36 an32s ( ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) → ( ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) → 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐷 ⟩ ) )
38 37 rexlimdva ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ) → ( ∃ 𝑥 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ( 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝑥 ⟩ ∧ ⟨ 𝐶 , 𝑥 ⟩ Cgr ⟨ 𝐶 , 𝐷 ⟩ ) → 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐷 ⟩ ) )
39 7 38 mpd ( ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) ∧ ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) ) → 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐷 ⟩ )
40 39 ex ( ( 𝑁 ∈ ℕ ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ∧ ( 𝐶 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ∧ 𝐷 ∈ ( 𝔼 ‘ 𝑁 ) ) ) → ( ( 𝐵𝐶𝐵 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐶 ⟩ ∧ 𝐶 Btwn ⟨ 𝐵 , 𝐷 ⟩ ) → 𝐶 Btwn ⟨ 𝐴 , 𝐷 ⟩ ) )