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Theorem lnssplnglem

Description: Lemma for lnssplng . (Contributed by Thierry Arnoux, 17-Jun-2026)

Ref Expression
Hypotheses plngval.p ⊢ P = Base G
plngval.i ⊢ I = Itv ⁡ G
plngval.1 ⊢ L = Line 𝒢 ⁡ G
plngval.e No typesetting found for |- E = ( PlnG ` G ) with typecode |-
plngval.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
lnssplnglem.x ⊢ φ → X ∈ A E R
lnssplnglem.y ⊢ φ → Y ∈ A E R
lnssplnglem.1 ⊢ φ → X ≠ Y
lnssplnglem.2 ⊢ φ → A ∈ ran ⁡ L
lnssplnglem.3 ⊢ φ → R ∈ P ∖ A
lnssplnglem.4 ⊢ φ → A ≠ X L Y
lnssplnglem.5 ⊢ φ → ¬ Y ∈ A
Assertion lnssplnglem ⊢ φ → X L Y ⊆ A E R ∧ ∃ s ∈ P ∖ X L Y A E R = X L Y E s

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 plngval.p ⊢ P = Base G
2 plngval.i ⊢ I = Itv ⁡ G
3 plngval.1 ⊢ L = Line 𝒢 ⁡ G
4 plngval.e Could not format E = ( PlnG ` G ) : No typesetting found for |- E = ( PlnG ` G ) with typecode |-
5 plngval.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
6 lnssplnglem.x ⊢ φ → X ∈ A E R
7 lnssplnglem.y ⊢ φ → Y ∈ A E R
8 lnssplnglem.1 ⊢ φ → X ≠ Y
9 lnssplnglem.2 ⊢ φ → A ∈ ran ⁡ L
10 lnssplnglem.3 ⊢ φ → R ∈ P ∖ A
11 lnssplnglem.4 ⊢ φ → A ≠ X L Y
12 lnssplnglem.5 ⊢ φ → ¬ Y ∈ A
13 5 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A → G ∈ 𝒢 Tarski
14 13 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → G ∈ 𝒢 Tarski
15 1 2 3 4 5 9 10 6 plngssp ⊢ φ → X ∈ P
16 15 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A → X ∈ P
17 1 2 3 4 5 9 10 7 plngssp ⊢ φ → Y ∈ P
18 17 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A → Y ∈ P
19 8 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A → X ≠ Y
20 1 2 3 13 16 18 19 tgelrnln ⊢ φ ∧ z ∈ A → X L Y ∈ ran ⁡ L
21 20 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → X L Y ∈ ran ⁡ L
22 9 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → A ∈ ran ⁡ L
23 simplr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → z ∈ A
24 1 3 2 14 22 23 tglnpt ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → z ∈ P
25 simpr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → ¬ z ∈ X L Y
26 24 25 eldifd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → z ∈ P ∖ X L Y
27 1 2 3 4 14 21 26 elplnglnid ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → X L Y ⊆ X L Y E z
28 16 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → X ∈ P
29 14 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ X ∈ z L Y → G ∈ 𝒢 Tarski
30 28 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ X ∈ z L Y → X ∈ P
31 18 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ X ∈ z L Y → Y ∈ P
32 24 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ X ∈ z L Y → z ∈ P
33 19 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ X ∈ z L Y → X ≠ Y
34 1 2 3 5 15 17 8 tglinerflx2 ⊢ φ → Y ∈ X L Y
35 34 ad3antrrr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ X ∈ z L Y → Y ∈ X L Y
36 simplr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ X ∈ z L Y → ¬ z ∈ X L Y
37 nelne2 ⊢ Y ∈ X L Y ∧ ¬ z ∈ X L Y → Y ≠ z
38 35 36 37 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ X ∈ z L Y → Y ≠ z
39 simpr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ X ∈ z L Y → X ∈ z L Y
40 1 2 3 29 31 32 30 38 39 lncom ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ X ∈ z L Y → X ∈ Y L z
41 1 2 3 29 30 31 32 33 40 38 lnrot2 ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ X ∈ z L Y → z ∈ X L Y
42 25 41 mtand ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → ¬ X ∈ z L Y
43 28 42 eldifd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → X ∈ P ∖ z L Y
44 18 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → Y ∈ P
45 19 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → X ≠ Y
46 1 2 3 4 14 43 44 26 45 plngrot ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → X L Y E z = z L Y E X
47 46 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → X L Y E z = z L Y E X
48 5 ad4antr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → G ∈ 𝒢 Tarski
49 24 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → z ∈ P
50 17 ad4antr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → Y ∈ P
51 23 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → z ∈ A
52 12 ad4antr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → ¬ Y ∈ A
53 nelne2 ⊢ z ∈ A ∧ ¬ Y ∈ A → z ≠ Y
54 51 52 53 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → z ≠ Y
55 1 2 3 48 49 50 54 tgelrnln ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → z L Y ∈ ran ⁡ L
56 9 ad4antr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → A ∈ ran ⁡ L
57 simplr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → w ∈ A ∖ Y L z
58 57 eldifad ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → w ∈ A
59 1 3 2 48 56 58 tglnpt ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → w ∈ P
60 57 eldifbd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → ¬ w ∈ Y L z
61 1 2 3 48 49 50 54 tglinecom ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → z L Y = Y L z
62 60 61 neleqtrrd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → ¬ w ∈ z L Y
63 59 62 eldifd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → w ∈ P ∖ z L Y
64 6 ad4antr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → X ∈ A E R
65 simpr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → w ≠ z
66 1 2 3 48 59 49 65 65 56 58 51 tglinethru ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → A = w L z
67 52 66 neleqtrd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → ¬ Y ∈ w L z
68 50 67 eldifd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → Y ∈ P ∖ w L z
69 59 60 eldifd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → w ∈ P ∖ Y L z
70 54 necomd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → Y ≠ z
71 1 2 3 4 48 68 49 69 70 plngrot ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → Y L z E w = w L z E Y
72 61 oveq1d ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → z L Y E w = Y L z E w
73 66 oveq1d ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → A E Y = w L z E Y
74 71 72 73 3eqtr4d ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → z L Y E w = A E Y
75 7 12 eldifd ⊢ φ → Y ∈ A E R ∖ A
76 1 2 3 4 5 9 10 75 plngcp ⊢ φ → A E R = A E Y
77 76 ad4antr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → A E R = A E Y
78 74 77 eqtr4d ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → z L Y E w = A E R
79 64 78 eleqtrrd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → X ∈ z L Y E w
80 42 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → ¬ X ∈ z L Y
81 79 80 eldifd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → X ∈ z L Y E w ∖ z L Y
82 1 2 3 4 48 55 63 81 plngcp ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → z L Y E w = z L Y E X
83 47 82 78 3eqtr2rd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y ∧ w ∈ A ∖ Y L z ∧ w ≠ z → A E R = X L Y E z
84 34 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → Y ∈ X L Y
85 84 25 37 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → Y ≠ z
86 1 2 3 14 44 24 85 tgelrnln ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → Y L z ∈ ran ⁡ L
87 1 2 3 14 44 24 85 tglinerflx1 ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → Y ∈ Y L z
88 12 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → ¬ Y ∈ A
89 nelne1 ⊢ Y ∈ Y L z ∧ ¬ Y ∈ A → Y L z ≠ A
90 87 88 89 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → Y L z ≠ A
91 90 necomd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → A ≠ Y L z
92 1 2 3 14 22 86 23 91 tglnpt4 ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → ∃ w ∈ A ∖ Y L z w ≠ z
93 83 92 r19.29a ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → A E R = X L Y E z
94 27 93 sseqtrrd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → X L Y ⊆ A E R
95 oveq2 ⊢ s = z → X L Y E s = X L Y E z
96 95 eqeq2d ⊢ s = z → A E R = X L Y E s ↔ A E R = X L Y E z
97 96 26 93 rspcedvdw ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → ∃ s ∈ P ∖ X L Y A E R = X L Y E s
98 94 97 jca ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ ¬ z ∈ X L Y → X L Y ⊆ A E R ∧ ∃ s ∈ P ∖ X L Y A E R = X L Y E s
99 11 neneqd ⊢ φ → ¬ A = X L Y
100 5 adantr ⊢ φ ∧ A ⊆ X L Y → G ∈ 𝒢 Tarski
101 9 adantr ⊢ φ ∧ A ⊆ X L Y → A ∈ ran ⁡ L
102 15 adantr ⊢ φ ∧ A ⊆ X L Y → X ∈ P
103 17 adantr ⊢ φ ∧ A ⊆ X L Y → Y ∈ P
104 8 adantr ⊢ φ ∧ A ⊆ X L Y → X ≠ Y
105 1 2 3 100 102 103 104 tgelrnln ⊢ φ ∧ A ⊆ X L Y → X L Y ∈ ran ⁡ L
106 simpr ⊢ φ ∧ A ⊆ X L Y → A ⊆ X L Y
107 3 100 101 105 106 tglinesseq ⊢ φ ∧ A ⊆ X L Y → A = X L Y
108 99 107 mtand ⊢ φ → ¬ A ⊆ X L Y
109 nssrex ⊢ ¬ A ⊆ X L Y ↔ ∃ z ∈ A ¬ z ∈ X L Y
110 108 109 sylib ⊢ φ → ∃ z ∈ A ¬ z ∈ X L Y
111 98 110 r19.29a ⊢ φ → X L Y ⊆ A E R ∧ ∃ s ∈ P ∖ X L Y A E R = X L Y E s