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Theorem istrkge

Description: Property of fulfilling Euclid's axiom. (Contributed by Thierry Arnoux, 14-Mar-2019)

Ref Expression
Hypotheses istrkg.p ⊢ P = Base G
istrkg.d ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
istrkg.i ⊢ I = Itv ⁡ G
Assertion istrkge ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski E ↔ G ∈ V ∧ ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P u ∈ x I v ∧ u ∈ y I z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ P ∃ b ∈ P y ∈ x I a ∧ z ∈ x I b ∧ v ∈ a I b

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 istrkg.p ⊢ P = Base G
2 istrkg.d ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
3 istrkg.i ⊢ I = Itv ⁡ G
4 simpl ⊢ p = P ∧ i = I → p = P
5 simpr ⊢ p = P ∧ i = I → i = I
6 5 oveqd ⊢ p = P ∧ i = I → x i v = x I v
7 6 eleq2d ⊢ p = P ∧ i = I → u ∈ x i v ↔ u ∈ x I v
8 5 oveqd ⊢ p = P ∧ i = I → y i z = y I z
9 8 eleq2d ⊢ p = P ∧ i = I → u ∈ y i z ↔ u ∈ y I z
10 7 9 3anbi12d ⊢ p = P ∧ i = I → u ∈ x i v ∧ u ∈ y i z ∧ x ≠ u ↔ u ∈ x I v ∧ u ∈ y I z ∧ x ≠ u
11 5 oveqd ⊢ p = P ∧ i = I → x i a = x I a
12 11 eleq2d ⊢ p = P ∧ i = I → y ∈ x i a ↔ y ∈ x I a
13 5 oveqd ⊢ p = P ∧ i = I → x i b = x I b
14 13 eleq2d ⊢ p = P ∧ i = I → z ∈ x i b ↔ z ∈ x I b
15 5 oveqd ⊢ p = P ∧ i = I → a i b = a I b
16 15 eleq2d ⊢ p = P ∧ i = I → v ∈ a i b ↔ v ∈ a I b
17 12 14 16 3anbi123d ⊢ p = P ∧ i = I → y ∈ x i a ∧ z ∈ x i b ∧ v ∈ a i b ↔ y ∈ x I a ∧ z ∈ x I b ∧ v ∈ a I b
18 4 17 rexeqbidv ⊢ p = P ∧ i = I → ∃ b ∈ p y ∈ x i a ∧ z ∈ x i b ∧ v ∈ a i b ↔ ∃ b ∈ P y ∈ x I a ∧ z ∈ x I b ∧ v ∈ a I b
19 4 18 rexeqbidv ⊢ p = P ∧ i = I → ∃ a ∈ p ∃ b ∈ p y ∈ x i a ∧ z ∈ x i b ∧ v ∈ a i b ↔ ∃ a ∈ P ∃ b ∈ P y ∈ x I a ∧ z ∈ x I b ∧ v ∈ a I b
20 10 19 imbi12d ⊢ p = P ∧ i = I → u ∈ x i v ∧ u ∈ y i z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ p ∃ b ∈ p y ∈ x i a ∧ z ∈ x i b ∧ v ∈ a i b ↔ u ∈ x I v ∧ u ∈ y I z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ P ∃ b ∈ P y ∈ x I a ∧ z ∈ x I b ∧ v ∈ a I b
21 4 20 raleqbidv ⊢ p = P ∧ i = I → ∀ v ∈ p u ∈ x i v ∧ u ∈ y i z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ p ∃ b ∈ p y ∈ x i a ∧ z ∈ x i b ∧ v ∈ a i b ↔ ∀ v ∈ P u ∈ x I v ∧ u ∈ y I z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ P ∃ b ∈ P y ∈ x I a ∧ z ∈ x I b ∧ v ∈ a I b
22 4 21 raleqbidv ⊢ p = P ∧ i = I → ∀ u ∈ p ∀ v ∈ p u ∈ x i v ∧ u ∈ y i z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ p ∃ b ∈ p y ∈ x i a ∧ z ∈ x i b ∧ v ∈ a i b ↔ ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P u ∈ x I v ∧ u ∈ y I z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ P ∃ b ∈ P y ∈ x I a ∧ z ∈ x I b ∧ v ∈ a I b
23 4 22 raleqbidv ⊢ p = P ∧ i = I → ∀ z ∈ p ∀ u ∈ p ∀ v ∈ p u ∈ x i v ∧ u ∈ y i z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ p ∃ b ∈ p y ∈ x i a ∧ z ∈ x i b ∧ v ∈ a i b ↔ ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P u ∈ x I v ∧ u ∈ y I z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ P ∃ b ∈ P y ∈ x I a ∧ z ∈ x I b ∧ v ∈ a I b
24 4 23 raleqbidv ⊢ p = P ∧ i = I → ∀ y ∈ p ∀ z ∈ p ∀ u ∈ p ∀ v ∈ p u ∈ x i v ∧ u ∈ y i z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ p ∃ b ∈ p y ∈ x i a ∧ z ∈ x i b ∧ v ∈ a i b ↔ ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P u ∈ x I v ∧ u ∈ y I z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ P ∃ b ∈ P y ∈ x I a ∧ z ∈ x I b ∧ v ∈ a I b
25 4 24 raleqbidv ⊢ p = P ∧ i = I → ∀ x ∈ p ∀ y ∈ p ∀ z ∈ p ∀ u ∈ p ∀ v ∈ p u ∈ x i v ∧ u ∈ y i z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ p ∃ b ∈ p y ∈ x i a ∧ z ∈ x i b ∧ v ∈ a i b ↔ ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P u ∈ x I v ∧ u ∈ y I z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ P ∃ b ∈ P y ∈ x I a ∧ z ∈ x I b ∧ v ∈ a I b
26 1 3 25 sbcie2s ⊢ f = G → [˙Base f / p]˙ [˙ Itv ⁡ f / i]˙ ∀ x ∈ p ∀ y ∈ p ∀ z ∈ p ∀ u ∈ p ∀ v ∈ p u ∈ x i v ∧ u ∈ y i z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ p ∃ b ∈ p y ∈ x i a ∧ z ∈ x i b ∧ v ∈ a i b ↔ ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P u ∈ x I v ∧ u ∈ y I z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ P ∃ b ∈ P y ∈ x I a ∧ z ∈ x I b ∧ v ∈ a I b
27 df-trkge ⊢ 𝒢 Tarski E = f | [˙Base f / p]˙ [˙ Itv ⁡ f / i]˙ ∀ x ∈ p ∀ y ∈ p ∀ z ∈ p ∀ u ∈ p ∀ v ∈ p u ∈ x i v ∧ u ∈ y i z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ p ∃ b ∈ p y ∈ x i a ∧ z ∈ x i b ∧ v ∈ a i b
28 26 27 elab4g ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski E ↔ G ∈ V ∧ ∀ x ∈ P ∀ y ∈ P ∀ z ∈ P ∀ u ∈ P ∀ v ∈ P u ∈ x I v ∧ u ∈ y I z ∧ x ≠ u → ∃ a ∈ P ∃ b ∈ P y ∈ x I a ∧ z ∈ x I b ∧ v ∈ a I b