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Theorem axtg5seg

Description: Five segments axiom, Axiom A5 of Schwabhauser p. 11. Take two triangles X Z U and A C V , a point Y on X Z , and a point B on A C . If all corresponding line segments except for Z U and C V are congruent ( i.e., X Y .A B , Y Z .B C , X U .A V , and Y U .B V ), then Z U and C V are also congruent. As noted in Axiom 5 of Tarski1999 p. 178, "this axiom is similar in character to the well-known theorems of Euclidean geometry that allow one to conclude, from hypotheses about the congruence of certain corresponding sides and angles in two triangles, the congruence of other corresponding sides and angles." (Contributed by Thierry Arnoux, 14-Mar-2019)

Ref Expression
Hypotheses axtrkg.p ⊢ P = Base G
axtrkg.d ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
axtrkg.i ⊢ I = Itv ⁡ G
axtrkg.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
axtg5seg.1 ⊢ φ → X ∈ P
axtg5seg.2 ⊢ φ → Y ∈ P
axtg5seg.3 ⊢ φ → Z ∈ P
axtg5seg.4 ⊢ φ → A ∈ P
axtg5seg.5 ⊢ φ → B ∈ P
axtg5seg.6 ⊢ φ → C ∈ P
axtg5seg.7 ⊢ φ → U ∈ P
axtg5seg.8 ⊢ φ → V ∈ P
axtg5seg.9 ⊢ φ → X ≠ Y
axtg5seg.10 ⊢ φ → Y ∈ X I Z
axtg5seg.11 ⊢ φ → B ∈ A I C
axtg5seg.12 ⊢ φ → X - ˙ Y = A - ˙ B
axtg5seg.13 ⊢ φ → Y - ˙ Z = B - ˙ C
axtg5seg.14 ⊢ φ → X - ˙ U = A - ˙ V
axtg5seg.15 ⊢ φ → Y - ˙ U = B - ˙ V
Assertion axtg5seg ⊢ φ → Z - ˙ U = C - ˙ V

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 axtrkg.p ⊢ P = Base G
2 axtrkg.d ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
3 axtrkg.i ⊢ I = Itv ⁡ G
4 axtrkg.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
5 axtg5seg.1 ⊢ φ → X ∈ P
6 axtg5seg.2 ⊢ φ → Y ∈ P
7 axtg5seg.3 ⊢ φ → Z ∈ P
8 axtg5seg.4 ⊢ φ → A ∈ P
9 axtg5seg.5 ⊢ φ → B ∈ P
10 axtg5seg.6 ⊢ φ → C ∈ P
11 axtg5seg.7 ⊢ φ → U ∈ P
12 axtg5seg.8 ⊢ φ → V ∈ P
13 axtg5seg.9 ⊢ φ → X ≠ Y
14 axtg5seg.10 ⊢ φ → Y ∈ X I Z
15 axtg5seg.11 ⊢ φ → B ∈ A I C
16 axtg5seg.12 ⊢ φ → X - ˙ Y = A - ˙ B
17 axtg5seg.13 ⊢ φ → Y - ˙ Z = B - ˙ C
18 axtg5seg.14 ⊢ φ → X - ˙ U = A - ˙ V
19 axtg5seg.15 ⊢ φ → Y - ˙ U = B - ˙ V
20 df-trkg ⊢ 𝒢 Tarski = 𝒢 Tarski C ∩ 𝒢 Tarski B ∩ 𝒢 Tarski CB ∩ f | [˙Base f / p]˙ [˙ Itv ⁡ f / i]˙ Line 𝒢 ⁡ f = x ∈ p , y ∈ p ∖ x ⟼ z ∈ p | z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
21 inss2 ⊢ 𝒢 Tarski C ∩ 𝒢 Tarski B ∩ 𝒢 Tarski CB ∩ f | [˙Base f / p]˙ [˙ Itv ⁡ f / i]˙ Line 𝒢 ⁡ f = x ∈ p , y ∈ p ∖ x ⟼ z ∈ p | z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z ⊆ 𝒢 Tarski CB ∩ f | [˙Base f / p]˙ [˙ Itv ⁡ f / i]˙ Line 𝒢 ⁡ f = x ∈ p , y ∈ p ∖ x ⟼ z ∈ p | z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z
22 inss1 ⊢ 𝒢 Tarski CB ∩ f | [˙Base f / p]˙ [˙ Itv ⁡ f / i]˙ Line 𝒢 ⁡ f = x ∈ p , y ∈ p ∖ x ⟼ z ∈ p | z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z ⊆ 𝒢 Tarski CB
23 21 22 sstri ⊢ 𝒢 Tarski C ∩ 𝒢 Tarski B ∩ 𝒢 Tarski CB ∩ f | [˙Base f / p]˙ [˙ Itv ⁡ f / i]˙ Line 𝒢 ⁡ f = x ∈ p , y ∈ p ∖ x ⟼ z ∈ p | z ∈ x i y ∨ x ∈ z i y ∨ y ∈ x i z ⊆ 𝒢 Tarski CB
24 20 23 eqsstri ⊢ 𝒢 Tarski ⊆ 𝒢 Tarski CB
25 24 4 sselid ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski CB
26 1 2 3 istrkgcb ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski CB ↔ G ∈ V ∧ ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P x ≠ y ∧ y ∈ x I z ∧ b ∈ a I c ∧ x - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ x - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v ∧ ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∃ z ∈ P y ∈ x I z ∧ y - ˙ z = a - ˙ b
27 26 simprbi ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski CB → ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P x ≠ y ∧ y ∈ x I z ∧ b ∈ a I c ∧ x - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ x - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v ∧ ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∃ z ∈ P y ∈ x I z ∧ y - ˙ z = a - ˙ b
28 27 simpld ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski CB → ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P x ≠ y ∧ y ∈ x I z ∧ b ∈ a I c ∧ x - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ x - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v
29 25 28 syl ⊢ φ → ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P x ≠ y ∧ y ∈ x I z ∧ b ∈ a I c ∧ x - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ x - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v
30 neeq1 ⊢ x = X → x ≠ y ↔ X ≠ y
31 oveq1 ⊢ x = X → x I z = X I z
32 31 eleq2d ⊢ x = X → y ∈ x I z ↔ y ∈ X I z
33 30 32 3anbi12d ⊢ x = X → x ≠ y ∧ y ∈ x I z ∧ b ∈ a I c ↔ X ≠ y ∧ y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c
34 oveq1 ⊢ x = X → x - ˙ y = X - ˙ y
35 34 eqeq1d ⊢ x = X → x - ˙ y = a - ˙ b ↔ X - ˙ y = a - ˙ b
36 35 anbi1d ⊢ x = X → x - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ↔ X - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c
37 oveq1 ⊢ x = X → x - ˙ u = X - ˙ u
38 37 eqeq1d ⊢ x = X → x - ˙ u = a - ˙ v ↔ X - ˙ u = a - ˙ v
39 38 anbi1d ⊢ x = X → x - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v ↔ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v
40 36 39 anbi12d ⊢ x = X → x - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ x - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v ↔ X - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v
41 33 40 anbi12d ⊢ x = X → x ≠ y ∧ y ∈ x I z ∧ b ∈ a I c ∧ x - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ x - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v ↔ X ≠ y ∧ y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v
42 41 imbi1d ⊢ x = X → x ≠ y ∧ y ∈ x I z ∧ b ∈ a I c ∧ x - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ x - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v ↔ X ≠ y ∧ y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v
43 42 ralbidv ⊢ x = X → ∀ v ∈ P x ≠ y ∧ y ∈ x I z ∧ b ∈ a I c ∧ x - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ x - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v ↔ ∀ v ∈ P X ≠ y ∧ y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v
44 43 2ralbidv ⊢ x = X → ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P x ≠ y ∧ y ∈ x I z ∧ b ∈ a I c ∧ x - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ x - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v ↔ ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ y ∧ y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v
45 44 2ralbidv ⊢ x = X → ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P x ≠ y ∧ y ∈ x I z ∧ b ∈ a I c ∧ x - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ x - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v ↔ ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ y ∧ y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v
46 neeq2 ⊢ y = Y → X ≠ y ↔ X ≠ Y
47 eleq1 ⊢ y = Y → y ∈ X I z ↔ Y ∈ X I z
48 46 47 3anbi12d ⊢ y = Y → X ≠ y ∧ y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c
49 oveq2 ⊢ y = Y → X - ˙ y = X - ˙ Y
50 49 eqeq1d ⊢ y = Y → X - ˙ y = a - ˙ b ↔ X - ˙ Y = a - ˙ b
51 oveq1 ⊢ y = Y → y - ˙ z = Y - ˙ z
52 51 eqeq1d ⊢ y = Y → y - ˙ z = b - ˙ c ↔ Y - ˙ z = b - ˙ c
53 50 52 anbi12d ⊢ y = Y → X - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ↔ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ z = b - ˙ c
54 oveq1 ⊢ y = Y → y - ˙ u = Y - ˙ u
55 54 eqeq1d ⊢ y = Y → y - ˙ u = b - ˙ v ↔ Y - ˙ u = b - ˙ v
56 55 anbi2d ⊢ y = Y → X - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v ↔ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v
57 53 56 anbi12d ⊢ y = Y → X - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v ↔ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v
58 48 57 anbi12d ⊢ y = Y → X ≠ y ∧ y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v
59 58 imbi1d ⊢ y = Y → X ≠ y ∧ y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v
60 59 ralbidv ⊢ y = Y → ∀ v ∈ P X ≠ y ∧ y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v ↔ ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v
61 60 2ralbidv ⊢ y = Y → ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ y ∧ y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v ↔ ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v
62 61 2ralbidv ⊢ y = Y → ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ y ∧ y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v ↔ ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v
63 oveq2 ⊢ z = Z → X I z = X I Z
64 63 eleq2d ⊢ z = Z → Y ∈ X I z ↔ Y ∈ X I Z
65 64 3anbi2d ⊢ z = Z → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c
66 oveq2 ⊢ z = Z → Y - ˙ z = Y - ˙ Z
67 66 eqeq1d ⊢ z = Z → Y - ˙ z = b - ˙ c ↔ Y - ˙ Z = b - ˙ c
68 67 anbi2d ⊢ z = Z → X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ z = b - ˙ c ↔ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c
69 68 anbi1d ⊢ z = Z → X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v ↔ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v
70 65 69 anbi12d ⊢ z = Z → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v
71 oveq1 ⊢ z = Z → z - ˙ u = Z - ˙ u
72 71 eqeq1d ⊢ z = Z → z - ˙ u = c - ˙ v ↔ Z - ˙ u = c - ˙ v
73 70 72 imbi12d ⊢ z = Z → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → Z - ˙ u = c - ˙ v
74 73 ralbidv ⊢ z = Z → ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v ↔ ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → Z - ˙ u = c - ˙ v
75 74 2ralbidv ⊢ z = Z → ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v ↔ ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → Z - ˙ u = c - ˙ v
76 75 2ralbidv ⊢ z = Z → ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v ↔ ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → Z - ˙ u = c - ˙ v
77 45 62 76 rspc3v ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ Z ∈ P → ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P x ≠ y ∧ y ∈ x I z ∧ b ∈ a I c ∧ x - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ x - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v → ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → Z - ˙ u = c - ˙ v
78 5 6 7 77 syl3anc ⊢ φ → ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P x ≠ y ∧ y ∈ x I z ∧ b ∈ a I c ∧ x - ˙ y = a - ˙ b ∧ y - ˙ z = b - ˙ c ∧ x - ˙ u = a - ˙ v ∧ y - ˙ u = b - ˙ v → z - ˙ u = c - ˙ v → ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → Z - ˙ u = c - ˙ v
79 29 78 mpd ⊢ φ → ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → Z - ˙ u = c - ˙ v
80 oveq2 ⊢ u = U → X - ˙ u = X - ˙ U
81 80 eqeq1d ⊢ u = U → X - ˙ u = a - ˙ v ↔ X - ˙ U = a - ˙ v
82 oveq2 ⊢ u = U → Y - ˙ u = Y - ˙ U
83 82 eqeq1d ⊢ u = U → Y - ˙ u = b - ˙ v ↔ Y - ˙ U = b - ˙ v
84 81 83 anbi12d ⊢ u = U → X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v ↔ X - ˙ U = a - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v
85 84 anbi2d ⊢ u = U → X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v ↔ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = a - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v
86 85 anbi2d ⊢ u = U → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = a - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v
87 oveq2 ⊢ u = U → Z - ˙ u = Z - ˙ U
88 87 eqeq1d ⊢ u = U → Z - ˙ u = c - ˙ v ↔ Z - ˙ U = c - ˙ v
89 86 88 imbi12d ⊢ u = U → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → Z - ˙ u = c - ˙ v ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = a - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v
90 89 2ralbidv ⊢ u = U → ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → Z - ˙ u = c - ˙ v ↔ ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = a - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v
91 oveq1 ⊢ a = A → a I c = A I c
92 91 eleq2d ⊢ a = A → b ∈ a I c ↔ b ∈ A I c
93 92 3anbi3d ⊢ a = A → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ A I c
94 oveq1 ⊢ a = A → a - ˙ b = A - ˙ b
95 94 eqeq2d ⊢ a = A → X - ˙ Y = a - ˙ b ↔ X - ˙ Y = A - ˙ b
96 95 anbi1d ⊢ a = A → X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ↔ X - ˙ Y = A - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c
97 oveq1 ⊢ a = A → a - ˙ v = A - ˙ v
98 97 eqeq2d ⊢ a = A → X - ˙ U = a - ˙ v ↔ X - ˙ U = A - ˙ v
99 98 anbi1d ⊢ a = A → X - ˙ U = a - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v ↔ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v
100 96 99 anbi12d ⊢ a = A → X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = a - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v ↔ X - ˙ Y = A - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v
101 93 100 anbi12d ⊢ a = A → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = a - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v
102 101 imbi1d ⊢ a = A → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = a - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v
103 102 2ralbidv ⊢ a = A → ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = a - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v ↔ ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v
104 eleq1 ⊢ b = B → b ∈ A I c ↔ B ∈ A I c
105 104 3anbi3d ⊢ b = B → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ A I c ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I c
106 oveq2 ⊢ b = B → A - ˙ b = A - ˙ B
107 106 eqeq2d ⊢ b = B → X - ˙ Y = A - ˙ b ↔ X - ˙ Y = A - ˙ B
108 oveq1 ⊢ b = B → b - ˙ c = B - ˙ c
109 108 eqeq2d ⊢ b = B → Y - ˙ Z = b - ˙ c ↔ Y - ˙ Z = B - ˙ c
110 107 109 anbi12d ⊢ b = B → X - ˙ Y = A - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ↔ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ c
111 oveq1 ⊢ b = B → b - ˙ v = B - ˙ v
112 111 eqeq2d ⊢ b = B → Y - ˙ U = b - ˙ v ↔ Y - ˙ U = B - ˙ v
113 112 anbi2d ⊢ b = B → X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v ↔ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v
114 110 113 anbi12d ⊢ b = B → X - ˙ Y = A - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v ↔ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v
115 105 114 anbi12d ⊢ b = B → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v
116 115 imbi1d ⊢ b = B → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v
117 116 2ralbidv ⊢ b = B → ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = b - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v ↔ ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v
118 90 103 117 rspc3v ⊢ U ∈ P ∧ A ∈ P ∧ B ∈ P → ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → Z - ˙ u = c - ˙ v → ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v
119 11 8 9 118 syl3anc ⊢ φ → ∀ u ∈ P ∀ a ∈ P ∀ b ∈ P ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ b ∈ a I c ∧ X - ˙ Y = a - ˙ b ∧ Y - ˙ Z = b - ˙ c ∧ X - ˙ u = a - ˙ v ∧ Y - ˙ u = b - ˙ v → Z - ˙ u = c - ˙ v → ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v
120 79 119 mpd ⊢ φ → ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v
121 13 14 15 3jca ⊢ φ → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I C
122 16 17 jca ⊢ φ → X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ C
123 18 19 jca ⊢ φ → X - ˙ U = A - ˙ V ∧ Y - ˙ U = B - ˙ V
124 121 122 123 jca32 ⊢ φ → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I C ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ C ∧ X - ˙ U = A - ˙ V ∧ Y - ˙ U = B - ˙ V
125 oveq2 ⊢ c = C → A I c = A I C
126 125 eleq2d ⊢ c = C → B ∈ A I c ↔ B ∈ A I C
127 126 3anbi3d ⊢ c = C → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I c ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I C
128 oveq2 ⊢ c = C → B - ˙ c = B - ˙ C
129 128 eqeq2d ⊢ c = C → Y - ˙ Z = B - ˙ c ↔ Y - ˙ Z = B - ˙ C
130 129 anbi2d ⊢ c = C → X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ c ↔ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ C
131 130 anbi1d ⊢ c = C → X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v ↔ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ C ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v
132 127 131 anbi12d ⊢ c = C → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I C ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ C ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v
133 oveq1 ⊢ c = C → c - ˙ v = C - ˙ v
134 133 eqeq2d ⊢ c = C → Z - ˙ U = c - ˙ v ↔ Z - ˙ U = C - ˙ v
135 132 134 imbi12d ⊢ c = C → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I C ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ C ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v → Z - ˙ U = C - ˙ v
136 oveq2 ⊢ v = V → A - ˙ v = A - ˙ V
137 136 eqeq2d ⊢ v = V → X - ˙ U = A - ˙ v ↔ X - ˙ U = A - ˙ V
138 oveq2 ⊢ v = V → B - ˙ v = B - ˙ V
139 138 eqeq2d ⊢ v = V → Y - ˙ U = B - ˙ v ↔ Y - ˙ U = B - ˙ V
140 137 139 anbi12d ⊢ v = V → X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v ↔ X - ˙ U = A - ˙ V ∧ Y - ˙ U = B - ˙ V
141 140 anbi2d ⊢ v = V → X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ C ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v ↔ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ C ∧ X - ˙ U = A - ˙ V ∧ Y - ˙ U = B - ˙ V
142 141 anbi2d ⊢ v = V → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I C ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ C ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I C ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ C ∧ X - ˙ U = A - ˙ V ∧ Y - ˙ U = B - ˙ V
143 oveq2 ⊢ v = V → C - ˙ v = C - ˙ V
144 143 eqeq2d ⊢ v = V → Z - ˙ U = C - ˙ v ↔ Z - ˙ U = C - ˙ V
145 142 144 imbi12d ⊢ v = V → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I C ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ C ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v → Z - ˙ U = C - ˙ v ↔ X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I C ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ C ∧ X - ˙ U = A - ˙ V ∧ Y - ˙ U = B - ˙ V → Z - ˙ U = C - ˙ V
146 135 145 rspc2v ⊢ C ∈ P ∧ V ∈ P → ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I C ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ C ∧ X - ˙ U = A - ˙ V ∧ Y - ˙ U = B - ˙ V → Z - ˙ U = C - ˙ V
147 10 12 146 syl2anc ⊢ φ → ∀ c ∈ P ∀ v ∈ P X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I c ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ c ∧ X - ˙ U = A - ˙ v ∧ Y - ˙ U = B - ˙ v → Z - ˙ U = c - ˙ v → X ≠ Y ∧ Y ∈ X I Z ∧ B ∈ A I C ∧ X - ˙ Y = A - ˙ B ∧ Y - ˙ Z = B - ˙ C ∧ X - ˙ U = A - ˙ V ∧ Y - ˙ U = B - ˙ V → Z - ˙ U = C - ˙ V
148 120 124 147 mp2d ⊢ φ → Z - ˙ U = C - ˙ V