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Theorem ltgseg

Description: The set E denotes the possible values of the congruence. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses legval.p âŠĒ 𝑃 = ( Base ‘ 𝐚 )
legval.d âŠĒ − = ( dist ‘ 𝐚 )
legval.i âŠĒ 𝐞 = ( Itv ‘ 𝐚 )
legval.l âŠĒ â‰Ī = ( â‰ĪG ‘ 𝐚 )
legval.g âŠĒ ( 𝜑 → 𝐚 ∈ TarskiG )
legso.a âŠĒ ðļ = ( − “ ( 𝑃 × 𝑃 ) )
legso.f âŠĒ ( 𝜑 → Fun − )
ltgseg.p âŠĒ ( 𝜑 → ðī ∈ ðļ )
Assertion ltgseg ( 𝜑 → ∃ ð‘Ĩ ∈ 𝑃 ∃ ð‘Ķ ∈ 𝑃 ðī = ( ð‘Ĩ − ð‘Ķ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 legval.p âŠĒ 𝑃 = ( Base ‘ 𝐚 )
2 legval.d âŠĒ − = ( dist ‘ 𝐚 )
3 legval.i âŠĒ 𝐞 = ( Itv ‘ 𝐚 )
4 legval.l âŠĒ â‰Ī = ( â‰ĪG ‘ 𝐚 )
5 legval.g âŠĒ ( 𝜑 → 𝐚 ∈ TarskiG )
6 legso.a âŠĒ ðļ = ( − “ ( 𝑃 × 𝑃 ) )
7 legso.f âŠĒ ( 𝜑 → Fun − )
8 ltgseg.p âŠĒ ( 𝜑 → ðī ∈ ðļ )
9 simp-4r âŠĒ ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑃 × 𝑃 ) ) ∧ ( − ‘ 𝑎 ) = ðī ) ∧ ð‘Ĩ ∈ 𝑃 ) ∧ ð‘Ķ ∈ 𝑃 ) ∧ 𝑎 = âŸĻ ð‘Ĩ , ð‘Ķ âŸĐ ) → ( − ‘ 𝑎 ) = ðī )
10 simpr âŠĒ ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑃 × 𝑃 ) ) ∧ ( − ‘ 𝑎 ) = ðī ) ∧ ð‘Ĩ ∈ 𝑃 ) ∧ ð‘Ķ ∈ 𝑃 ) ∧ 𝑎 = âŸĻ ð‘Ĩ , ð‘Ķ âŸĐ ) → 𝑎 = âŸĻ ð‘Ĩ , ð‘Ķ âŸĐ )
11 10 fveq2d âŠĒ ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑃 × 𝑃 ) ) ∧ ( − ‘ 𝑎 ) = ðī ) ∧ ð‘Ĩ ∈ 𝑃 ) ∧ ð‘Ķ ∈ 𝑃 ) ∧ 𝑎 = âŸĻ ð‘Ĩ , ð‘Ķ âŸĐ ) → ( − ‘ 𝑎 ) = ( − ‘ âŸĻ ð‘Ĩ , ð‘Ķ âŸĐ ) )
12 9 11 eqtr3d âŠĒ ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑃 × 𝑃 ) ) ∧ ( − ‘ 𝑎 ) = ðī ) ∧ ð‘Ĩ ∈ 𝑃 ) ∧ ð‘Ķ ∈ 𝑃 ) ∧ 𝑎 = âŸĻ ð‘Ĩ , ð‘Ķ âŸĐ ) → ðī = ( − ‘ âŸĻ ð‘Ĩ , ð‘Ķ âŸĐ ) )
13 df-ov âŠĒ ( ð‘Ĩ − ð‘Ķ ) = ( − ‘ âŸĻ ð‘Ĩ , ð‘Ķ âŸĐ )
14 12 13 eqtr4di âŠĒ ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑃 × 𝑃 ) ) ∧ ( − ‘ 𝑎 ) = ðī ) ∧ ð‘Ĩ ∈ 𝑃 ) ∧ ð‘Ķ ∈ 𝑃 ) ∧ 𝑎 = âŸĻ ð‘Ĩ , ð‘Ķ âŸĐ ) → ðī = ( ð‘Ĩ − ð‘Ķ ) )
15 simplr âŠĒ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑃 × 𝑃 ) ) ∧ ( − ‘ 𝑎 ) = ðī ) → 𝑎 ∈ ( 𝑃 × 𝑃 ) )
16 elxp2 âŠĒ ( 𝑎 ∈ ( 𝑃 × 𝑃 ) ↔ ∃ ð‘Ĩ ∈ 𝑃 ∃ ð‘Ķ ∈ 𝑃 𝑎 = âŸĻ ð‘Ĩ , ð‘Ķ âŸĐ )
17 15 16 sylib âŠĒ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑃 × 𝑃 ) ) ∧ ( − ‘ 𝑎 ) = ðī ) → ∃ ð‘Ĩ ∈ 𝑃 ∃ ð‘Ķ ∈ 𝑃 𝑎 = âŸĻ ð‘Ĩ , ð‘Ķ âŸĐ )
18 14 17 reximddv2 âŠĒ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ( 𝑃 × 𝑃 ) ) ∧ ( − ‘ 𝑎 ) = ðī ) → ∃ ð‘Ĩ ∈ 𝑃 ∃ ð‘Ķ ∈ 𝑃 ðī = ( ð‘Ĩ − ð‘Ķ ) )
19 8 6 eleqtrdi âŠĒ ( 𝜑 → ðī ∈ ( − “ ( 𝑃 × 𝑃 ) ) )
20 fvelima âŠĒ ( ( Fun − ∧ ðī ∈ ( − “ ( 𝑃 × 𝑃 ) ) ) → ∃ 𝑎 ∈ ( 𝑃 × 𝑃 ) ( − ‘ 𝑎 ) = ðī )
21 7 19 20 syl2anc âŠĒ ( 𝜑 → ∃ 𝑎 ∈ ( 𝑃 × 𝑃 ) ( − ‘ 𝑎 ) = ðī )
22 18 21 r19.29a âŠĒ ( 𝜑 → ∃ ð‘Ĩ ∈ 𝑃 ∃ ð‘Ķ ∈ 𝑃 ðī = ( ð‘Ĩ − ð‘Ķ ) )