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Theorem nhpmirhp

Description: If a point Z is on the plane defined by a line A and a point Y , but not on the same half-plane as Y , then its mirror point ( MZ ) by a point X on A is on the same half-plane as Y . (Contributed by Thierry Arnoux, 5-Jul-2026)

Ref Expression
Hypotheses nhpmirhp.p ⊢ P = Base G
nhpmirhp.l ⊢ L = Line 𝒢 ⁡ G
nhpmirhp.s ⊢ S = pInv 𝒢 ⁡ G
nhpmirhp.e No typesetting found for |- E = ( PlnG ` G ) with typecode |-
nhpmirhp.m ⊢ M = S ⁡ X
nhpmirhp.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
nhpmirhp.a ⊢ φ → A ∈ ran ⁡ L
nhpmirhp.x ⊢ φ → X ∈ A
nhpmirhp.y ⊢ φ → Y ∈ P ∖ A
nhpmirhp.z ⊢ φ → Z ∈ A E Y ∖ A
nhpmirhp.1 ⊢ φ → ¬ Y hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A Z
Assertion nhpmirhp ⊢ φ → Y hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A M ⁡ Z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nhpmirhp.p ⊢ P = Base G
2 nhpmirhp.l ⊢ L = Line 𝒢 ⁡ G
3 nhpmirhp.s ⊢ S = pInv 𝒢 ⁡ G
4 nhpmirhp.e Could not format E = ( PlnG ` G ) : No typesetting found for |- E = ( PlnG ` G ) with typecode |-
5 nhpmirhp.m ⊢ M = S ⁡ X
6 nhpmirhp.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
7 nhpmirhp.a ⊢ φ → A ∈ ran ⁡ L
8 nhpmirhp.x ⊢ φ → X ∈ A
9 nhpmirhp.y ⊢ φ → Y ∈ P ∖ A
10 nhpmirhp.z ⊢ φ → Z ∈ A E Y ∖ A
11 nhpmirhp.1 ⊢ φ → ¬ Y hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A Z
12 eqid ⊢ dist ⁡ G = dist ⁡ G
13 eqid ⊢ Itv ⁡ G = Itv ⁡ G
14 eleq1w ⊢ x = z → x ∈ P ∖ A ↔ z ∈ P ∖ A
15 eleq1w ⊢ y = w → y ∈ P ∖ A ↔ w ∈ P ∖ A
16 14 15 bi2anan9 ⊢ x = z ∧ y = w → x ∈ P ∖ A ∧ y ∈ P ∖ A ↔ z ∈ P ∖ A ∧ w ∈ P ∖ A
17 oveq12 ⊢ x = z ∧ y = w → x Itv ⁡ G y = z Itv ⁡ G w
18 17 eleq2d ⊢ x = z ∧ y = w → s ∈ x Itv ⁡ G y ↔ s ∈ z Itv ⁡ G w
19 18 rexbidv ⊢ x = z ∧ y = w → ∃ s ∈ A s ∈ x Itv ⁡ G y ↔ ∃ s ∈ A s ∈ z Itv ⁡ G w
20 eleq1w ⊢ s = t → s ∈ z Itv ⁡ G w ↔ t ∈ z Itv ⁡ G w
21 20 cbvrexvw ⊢ ∃ s ∈ A s ∈ z Itv ⁡ G w ↔ ∃ t ∈ A t ∈ z Itv ⁡ G w
22 19 21 bitrdi ⊢ x = z ∧ y = w → ∃ s ∈ A s ∈ x Itv ⁡ G y ↔ ∃ t ∈ A t ∈ z Itv ⁡ G w
23 16 22 anbi12d ⊢ x = z ∧ y = w → x ∈ P ∖ A ∧ y ∈ P ∖ A ∧ ∃ s ∈ A s ∈ x Itv ⁡ G y ↔ z ∈ P ∖ A ∧ w ∈ P ∖ A ∧ ∃ t ∈ A t ∈ z Itv ⁡ G w
24 23 cbvopabv ⊢ x y | x ∈ P ∖ A ∧ y ∈ P ∖ A ∧ ∃ s ∈ A s ∈ x Itv ⁡ G y = z w | z ∈ P ∖ A ∧ w ∈ P ∖ A ∧ ∃ t ∈ A t ∈ z Itv ⁡ G w
25 10 eldifad ⊢ φ → Z ∈ A E Y
26 1 13 2 4 6 7 9 25 plngssp ⊢ φ → Z ∈ P
27 1 2 13 6 7 8 tglnpt ⊢ φ → X ∈ P
28 1 12 13 2 3 6 27 5 26 mircl ⊢ φ → M ⁡ Z ∈ P
29 10 eldifbd ⊢ φ → ¬ Z ∈ A
30 26 29 eldifd ⊢ φ → Z ∈ P ∖ A
31 1 13 3 5 24 6 7 8 30 2 oppmir ⊢ φ → Z x y | x ∈ P ∖ A ∧ y ∈ P ∖ A ∧ ∃ s ∈ A s ∈ x Itv ⁡ G y M ⁡ Z
32 1 12 13 24 2 7 6 26 28 31 oppcom ⊢ φ → M ⁡ Z x y | x ∈ P ∖ A ∧ y ∈ P ∖ A ∧ ∃ s ∈ A s ∈ x Itv ⁡ G y Z
33 9 eldifad ⊢ φ → Y ∈ P
34 6 adantr ⊢ φ ∧ Z hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A Y → G ∈ 𝒢 Tarski
35 7 adantr ⊢ φ ∧ Z hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A Y → A ∈ ran ⁡ L
36 26 adantr ⊢ φ ∧ Z hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A Y → Z ∈ P
37 33 adantr ⊢ φ ∧ Z hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A Y → Y ∈ P
38 simpr ⊢ φ ∧ Z hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A Y → Z hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A Y
39 1 13 2 34 35 36 24 37 38 hpgcom ⊢ φ ∧ Z hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A Y → Y hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A Z
40 11 39 mtand ⊢ φ → ¬ Z hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A Y
41 1 13 2 4 6 7 9 24 26 elplng ⊢ φ → Z ∈ A E Y ↔ Z ∈ A ∨ Z hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A Y ∨ Z x y | x ∈ P ∖ A ∧ y ∈ P ∖ A ∧ ∃ s ∈ A s ∈ x Itv ⁡ G y Y
42 25 41 mpbid ⊢ φ → Z ∈ A ∨ Z hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A Y ∨ Z x y | x ∈ P ∖ A ∧ y ∈ P ∖ A ∧ ∃ s ∈ A s ∈ x Itv ⁡ G y Y
43 29 40 42 ecase33d ⊢ φ → Z x y | x ∈ P ∖ A ∧ y ∈ P ∖ A ∧ ∃ s ∈ A s ∈ x Itv ⁡ G y Y
44 1 12 13 24 2 7 6 26 33 43 oppcom ⊢ φ → Y x y | x ∈ P ∖ A ∧ y ∈ P ∖ A ∧ ∃ s ∈ A s ∈ x Itv ⁡ G y Z
45 1 13 2 24 6 7 33 28 26 44 lnopp2hpgb ⊢ φ → M ⁡ Z x y | x ∈ P ∖ A ∧ y ∈ P ∖ A ∧ ∃ s ∈ A s ∈ x Itv ⁡ G y Z ↔ Y hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A M ⁡ Z
46 32 45 mpbid ⊢ φ → Y hp 𝒢 ⁡ G ⁡ A M ⁡ Z