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Definition df-trkgb

Description: Define the class of geometries fulfilling the 3 betweenness axioms in Tarski's Axiomatization of Geometry: identity, Axiom A6 of Schwabhauser p. 11, axiom of Pasch, Axiom A7 of Schwabhauser p. 12, and continuity, Axiom A11 of Schwabhauser p. 13. (Contributed by Thierry Arnoux, 24-Aug-2017)

Ref Expression
Assertion df-trkgb TarskiGB = { 𝑓[ ( Base ‘ 𝑓 ) / 𝑝 ] [ ( Itv ‘ 𝑓 ) / 𝑖 ] ( ∀ 𝑥𝑝𝑦𝑝 ( 𝑦 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑥 ) → 𝑥 = 𝑦 ) ∧ ∀ 𝑥𝑝𝑦𝑝𝑧𝑝𝑢𝑝𝑣𝑝 ( ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑧 ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑦 𝑖 𝑧 ) ) → ∃ 𝑎𝑝 ( 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 ) ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 ) ) ) ∧ ∀ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑝𝑡 ∈ 𝒫 𝑝 ( ∃ 𝑎𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑥 ∈ ( 𝑎 𝑖 𝑦 ) → ∃ 𝑏𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑏 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑦 ) ) ) }

Detailed syntax breakdown

Step Hyp Ref Expression
0 cstrkgb TarskiGB
1 vf 𝑓
2 cbs Base
3 1 cv 𝑓
4 3 2 cfv ( Base ‘ 𝑓 )
5 vp 𝑝
6 citv Itv
7 3 6 cfv ( Itv ‘ 𝑓 )
8 vi 𝑖
9 vx 𝑥
10 5 cv 𝑝
11 vy 𝑦
12 11 cv 𝑦
13 9 cv 𝑥
14 8 cv 𝑖
15 13 13 14 co ( 𝑥 𝑖 𝑥 )
16 12 15 wcel 𝑦 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑥 )
17 13 12 wceq 𝑥 = 𝑦
18 16 17 wi ( 𝑦 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑥 ) → 𝑥 = 𝑦 )
19 18 11 10 wral 𝑦𝑝 ( 𝑦 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑥 ) → 𝑥 = 𝑦 )
20 19 9 10 wral 𝑥𝑝𝑦𝑝 ( 𝑦 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑥 ) → 𝑥 = 𝑦 )
21 vz 𝑧
22 vu 𝑢
23 vv 𝑣
24 22 cv 𝑢
25 21 cv 𝑧
26 13 25 14 co ( 𝑥 𝑖 𝑧 )
27 24 26 wcel 𝑢 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑧 )
28 23 cv 𝑣
29 12 25 14 co ( 𝑦 𝑖 𝑧 )
30 28 29 wcel 𝑣 ∈ ( 𝑦 𝑖 𝑧 )
31 27 30 wa ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑧 ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑦 𝑖 𝑧 ) )
32 va 𝑎
33 32 cv 𝑎
34 24 12 14 co ( 𝑢 𝑖 𝑦 )
35 33 34 wcel 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 )
36 28 13 14 co ( 𝑣 𝑖 𝑥 )
37 33 36 wcel 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 )
38 35 37 wa ( 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 ) ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 ) )
39 38 32 10 wrex 𝑎𝑝 ( 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 ) ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 ) )
40 31 39 wi ( ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑧 ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑦 𝑖 𝑧 ) ) → ∃ 𝑎𝑝 ( 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 ) ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 ) ) )
41 40 23 10 wral 𝑣𝑝 ( ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑧 ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑦 𝑖 𝑧 ) ) → ∃ 𝑎𝑝 ( 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 ) ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 ) ) )
42 41 22 10 wral 𝑢𝑝𝑣𝑝 ( ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑧 ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑦 𝑖 𝑧 ) ) → ∃ 𝑎𝑝 ( 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 ) ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 ) ) )
43 42 21 10 wral 𝑧𝑝𝑢𝑝𝑣𝑝 ( ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑧 ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑦 𝑖 𝑧 ) ) → ∃ 𝑎𝑝 ( 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 ) ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 ) ) )
44 43 11 10 wral 𝑦𝑝𝑧𝑝𝑢𝑝𝑣𝑝 ( ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑧 ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑦 𝑖 𝑧 ) ) → ∃ 𝑎𝑝 ( 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 ) ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 ) ) )
45 44 9 10 wral 𝑥𝑝𝑦𝑝𝑧𝑝𝑢𝑝𝑣𝑝 ( ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑧 ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑦 𝑖 𝑧 ) ) → ∃ 𝑎𝑝 ( 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 ) ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 ) ) )
46 vs 𝑠
47 10 cpw 𝒫 𝑝
48 vt 𝑡
49 46 cv 𝑠
50 48 cv 𝑡
51 33 12 14 co ( 𝑎 𝑖 𝑦 )
52 13 51 wcel 𝑥 ∈ ( 𝑎 𝑖 𝑦 )
53 52 11 50 wral 𝑦𝑡 𝑥 ∈ ( 𝑎 𝑖 𝑦 )
54 53 9 49 wral 𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑥 ∈ ( 𝑎 𝑖 𝑦 )
55 54 32 10 wrex 𝑎𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑥 ∈ ( 𝑎 𝑖 𝑦 )
56 vb 𝑏
57 56 cv 𝑏
58 13 12 14 co ( 𝑥 𝑖 𝑦 )
59 57 58 wcel 𝑏 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑦 )
60 59 11 50 wral 𝑦𝑡 𝑏 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑦 )
61 60 9 49 wral 𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑏 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑦 )
62 61 56 10 wrex 𝑏𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑏 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑦 )
63 55 62 wi ( ∃ 𝑎𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑥 ∈ ( 𝑎 𝑖 𝑦 ) → ∃ 𝑏𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑏 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑦 ) )
64 63 48 47 wral 𝑡 ∈ 𝒫 𝑝 ( ∃ 𝑎𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑥 ∈ ( 𝑎 𝑖 𝑦 ) → ∃ 𝑏𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑏 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑦 ) )
65 64 46 47 wral 𝑠 ∈ 𝒫 𝑝𝑡 ∈ 𝒫 𝑝 ( ∃ 𝑎𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑥 ∈ ( 𝑎 𝑖 𝑦 ) → ∃ 𝑏𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑏 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑦 ) )
66 20 45 65 w3a ( ∀ 𝑥𝑝𝑦𝑝 ( 𝑦 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑥 ) → 𝑥 = 𝑦 ) ∧ ∀ 𝑥𝑝𝑦𝑝𝑧𝑝𝑢𝑝𝑣𝑝 ( ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑧 ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑦 𝑖 𝑧 ) ) → ∃ 𝑎𝑝 ( 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 ) ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 ) ) ) ∧ ∀ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑝𝑡 ∈ 𝒫 𝑝 ( ∃ 𝑎𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑥 ∈ ( 𝑎 𝑖 𝑦 ) → ∃ 𝑏𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑏 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑦 ) ) )
67 66 8 7 wsbc [ ( Itv ‘ 𝑓 ) / 𝑖 ] ( ∀ 𝑥𝑝𝑦𝑝 ( 𝑦 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑥 ) → 𝑥 = 𝑦 ) ∧ ∀ 𝑥𝑝𝑦𝑝𝑧𝑝𝑢𝑝𝑣𝑝 ( ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑧 ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑦 𝑖 𝑧 ) ) → ∃ 𝑎𝑝 ( 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 ) ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 ) ) ) ∧ ∀ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑝𝑡 ∈ 𝒫 𝑝 ( ∃ 𝑎𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑥 ∈ ( 𝑎 𝑖 𝑦 ) → ∃ 𝑏𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑏 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑦 ) ) )
68 67 5 4 wsbc [ ( Base ‘ 𝑓 ) / 𝑝 ] [ ( Itv ‘ 𝑓 ) / 𝑖 ] ( ∀ 𝑥𝑝𝑦𝑝 ( 𝑦 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑥 ) → 𝑥 = 𝑦 ) ∧ ∀ 𝑥𝑝𝑦𝑝𝑧𝑝𝑢𝑝𝑣𝑝 ( ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑧 ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑦 𝑖 𝑧 ) ) → ∃ 𝑎𝑝 ( 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 ) ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 ) ) ) ∧ ∀ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑝𝑡 ∈ 𝒫 𝑝 ( ∃ 𝑎𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑥 ∈ ( 𝑎 𝑖 𝑦 ) → ∃ 𝑏𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑏 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑦 ) ) )
69 68 1 cab { 𝑓[ ( Base ‘ 𝑓 ) / 𝑝 ] [ ( Itv ‘ 𝑓 ) / 𝑖 ] ( ∀ 𝑥𝑝𝑦𝑝 ( 𝑦 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑥 ) → 𝑥 = 𝑦 ) ∧ ∀ 𝑥𝑝𝑦𝑝𝑧𝑝𝑢𝑝𝑣𝑝 ( ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑧 ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑦 𝑖 𝑧 ) ) → ∃ 𝑎𝑝 ( 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 ) ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 ) ) ) ∧ ∀ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑝𝑡 ∈ 𝒫 𝑝 ( ∃ 𝑎𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑥 ∈ ( 𝑎 𝑖 𝑦 ) → ∃ 𝑏𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑏 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑦 ) ) ) }
70 0 69 wceq TarskiGB = { 𝑓[ ( Base ‘ 𝑓 ) / 𝑝 ] [ ( Itv ‘ 𝑓 ) / 𝑖 ] ( ∀ 𝑥𝑝𝑦𝑝 ( 𝑦 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑥 ) → 𝑥 = 𝑦 ) ∧ ∀ 𝑥𝑝𝑦𝑝𝑧𝑝𝑢𝑝𝑣𝑝 ( ( 𝑢 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑧 ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝑦 𝑖 𝑧 ) ) → ∃ 𝑎𝑝 ( 𝑎 ∈ ( 𝑢 𝑖 𝑦 ) ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑣 𝑖 𝑥 ) ) ) ∧ ∀ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑝𝑡 ∈ 𝒫 𝑝 ( ∃ 𝑎𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑥 ∈ ( 𝑎 𝑖 𝑦 ) → ∃ 𝑏𝑝𝑥𝑠𝑦𝑡 𝑏 ∈ ( 𝑥 𝑖 𝑦 ) ) ) }