Metamath Proof Explorer


Theorem ang180

Description: The sum of angles m A B C + m B C A + m C A B in a triangle adds up to either _pi or -u _pi , i.e. 180 degrees. (The sign is due to the two possible orientations of vertex arrangement and our signed notion of angle). This is Metamath 100 proof #27. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Sep-2014)

Ref Expression
Hypothesis ang.1 ⊢ F = x ∈ ℂ ∖ 0 , y ∈ ℂ ∖ 0 ⟼ ℑ ⁡ log ⁡ y x
Assertion ang180 ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → C − B F A − B + A − C F B − C + B − A F C − A ∈ − π π

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ang.1 ⊢ F = x ∈ ℂ ∖ 0 , y ∈ ℂ ∖ 0 ⟼ ℑ ⁡ log ⁡ y x
2 simpl3 ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → C ∈ ℂ
3 simpl2 ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → B ∈ ℂ
4 2 3 subcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → C − B ∈ ℂ
5 simpr2 ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → B ≠ C
6 5 necomd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → C ≠ B
7 2 3 6 subne0d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → C − B ≠ 0
8 simpl1 ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → A ∈ ℂ
9 8 3 subcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → A − B ∈ ℂ
10 simpr1 ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → A ≠ B
11 8 3 10 subne0d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → A − B ≠ 0
12 1 angneg ⊢ C − B ∈ ℂ ∧ C − B ≠ 0 ∧ A − B ∈ ℂ ∧ A − B ≠ 0 → − C − B F − A − B = C − B F A − B
13 4 7 9 11 12 syl22anc ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → − C − B F − A − B = C − B F A − B
14 2 3 negsubdi2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → − C − B = B − C
15 3 2 8 nnncan2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → B - A - C − A = B − C
16 14 15 eqtr4d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → − C − B = B - A - C − A
17 8 3 negsubdi2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → − A − B = B − A
18 16 17 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → − C − B F − A − B = B - A - C − A F B − A
19 13 18 eqtr3d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → C − B F A − B = B - A - C − A F B − A
20 8 2 subcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → A − C ∈ ℂ
21 simpr3 ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → A ≠ C
22 8 2 21 subne0d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → A − C ≠ 0
23 3 2 subcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → B − C ∈ ℂ
24 3 2 5 subne0d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → B − C ≠ 0
25 1 angneg ⊢ A − C ∈ ℂ ∧ A − C ≠ 0 ∧ B − C ∈ ℂ ∧ B − C ≠ 0 → − A − C F − B − C = A − C F B − C
26 20 22 23 24 25 syl22anc ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → − A − C F − B − C = A − C F B − C
27 8 2 negsubdi2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → − A − C = C − A
28 3 2 negsubdi2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → − B − C = C − B
29 2 3 8 nnncan2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → C - A - B − A = C − B
30 28 29 eqtr4d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → − B − C = C - A - B − A
31 27 30 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → − A − C F − B − C = C − A F C - A - B − A
32 26 31 eqtr3d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → A − C F B − C = C − A F C - A - B − A
33 19 32 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → C − B F A − B + A − C F B − C = B - A - C − A F B − A + C − A F C - A - B − A
34 33 oveq1d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → C − B F A − B + A − C F B − C + B − A F C − A = B - A - C − A F B − A + C − A F C - A - B − A + B − A F C − A
35 3 8 subcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → B − A ∈ ℂ
36 10 necomd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → B ≠ A
37 3 8 36 subne0d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → B − A ≠ 0
38 2 8 subcld ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → C − A ∈ ℂ
39 21 necomd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → C ≠ A
40 2 8 39 subne0d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → C − A ≠ 0
41 3 2 8 5 subneintr2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → B − A ≠ C − A
42 1 ang180lem5 ⊢ B − A ∈ ℂ ∧ B − A ≠ 0 ∧ C − A ∈ ℂ ∧ C − A ≠ 0 ∧ B − A ≠ C − A → B - A - C − A F B − A + C − A F C - A - B − A + B − A F C − A ∈ − π π
43 35 37 38 40 41 42 syl221anc ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → B - A - C − A F B − A + C − A F C - A - B − A + B − A F C − A ∈ − π π
44 34 43 eqeltrd ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ B ∧ B ≠ C ∧ A ≠ C → C − B F A − B + A − C F B − C + B − A F C − A ∈ − π π