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Theorem axtgbtwnid

Description: Identity of Betweenness. Axiom A6 of Schwabhauser p. 11. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-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
axtgbtwnid.1 ⊢ φ → X ∈ P
axtgbtwnid.2 ⊢ φ → Y ∈ P
axtgbtwnid.3 ⊢ φ → Y ∈ X I X
Assertion axtgbtwnid ⊢ φ → X = Y

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 axtgbtwnid.1 ⊢ φ → X ∈ P
6 axtgbtwnid.2 ⊢ φ → Y ∈ P
7 axtgbtwnid.3 ⊢ φ → Y ∈ X I X
8 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
9 inss1 ⊢ 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 C ∩ 𝒢 Tarski B
10 inss2 ⊢ 𝒢 Tarski C ∩ 𝒢 Tarski B ⊆ 𝒢 Tarski B
11 9 10 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 B
12 8 11 eqsstri ⊢ 𝒢 Tarski ⊆ 𝒢 Tarski B
13 12 4 sselid ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski B
14 1 2 3 istrkgb ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski B ↔ G ∈ V ∧ ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P y ∈ x I x → x = y ∧ ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P u ∈ x I z ∧ v ∈ y I z → ∃ a ∈ P a ∈ u I y ∧ a ∈ v I x ∧ ∀ s ∈ 𝒫 P ∀ t ∈ 𝒫 P ∃ a ∈ P ∀ x ∈ s ∀ y ∈ t x ∈ a I y → ∃ b ∈ P ∀ x ∈ s ∀ y ∈ t b ∈ x I y
15 14 simprbi ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski B → ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P y ∈ x I x → x = y ∧ ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P u ∈ x I z ∧ v ∈ y I z → ∃ a ∈ P a ∈ u I y ∧ a ∈ v I x ∧ ∀ s ∈ 𝒫 P ∀ t ∈ 𝒫 P ∃ a ∈ P ∀ x ∈ s ∀ y ∈ t x ∈ a I y → ∃ b ∈ P ∀ x ∈ s ∀ y ∈ t b ∈ x I y
16 15 simp1d ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski B → ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P y ∈ x I x → x = y
17 13 16 syl ⊢ φ → ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P y ∈ x I x → x = y
18 id ⊢ x = X → x = X
19 18 18 oveq12d ⊢ x = X → x I x = X I X
20 19 eleq2d ⊢ x = X → y ∈ x I x ↔ y ∈ X I X
21 eqeq1 ⊢ x = X → x = y ↔ X = y
22 20 21 imbi12d ⊢ x = X → y ∈ x I x → x = y ↔ y ∈ X I X → X = y
23 eleq1 ⊢ y = Y → y ∈ X I X ↔ Y ∈ X I X
24 eqeq2 ⊢ y = Y → X = y ↔ X = Y
25 23 24 imbi12d ⊢ y = Y → y ∈ X I X → X = y ↔ Y ∈ X I X → X = Y
26 22 25 rspc2v ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P → ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P y ∈ x I x → x = y → Y ∈ X I X → X = Y
27 5 6 26 syl2anc ⊢ φ → ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P y ∈ x I x → x = y → Y ∈ X I X → X = Y
28 17 7 27 mp2d ⊢ φ → X = Y