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Theorem ragraghl

Description: Drawing two right angles at a point X on the same side of a line ( X L Y ) leads to points W and Z on the same ray from X . Theorem 11.19 of Schwabhauser p. 99. (Contributed by Thierry Arnoux, 5-Jul-2026)

Ref Expression
Hypotheses ragraghl.p ⊢ P = Base G
ragraghl.l ⊢ L = Line 𝒢 ⁡ G
ragraghl.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
ragraghl.x ⊢ φ → X ∈ P
ragraghl.y ⊢ φ → Y ∈ P
ragraghl.z ⊢ φ → Z ∈ P
ragraghl.1 ⊢ φ → W ∈ P
ragraghl.2 ⊢ φ → X ≠ Y
ragraghl.3 ⊢ φ → ⟨“ YXZ ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
ragraghl.4 ⊢ φ → ⟨“ YXW ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
ragraghl.5 ⊢ φ → Z hp 𝒢 ⁡ G ⁡ Y L X W
Assertion ragraghl ⊢ φ → Z hl 𝒢 ⁡ G ⁡ X W

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ragraghl.p ⊢ P = Base G
2 ragraghl.l ⊢ L = Line 𝒢 ⁡ G
3 ragraghl.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
4 ragraghl.x ⊢ φ → X ∈ P
5 ragraghl.y ⊢ φ → Y ∈ P
6 ragraghl.z ⊢ φ → Z ∈ P
7 ragraghl.1 ⊢ φ → W ∈ P
8 ragraghl.2 ⊢ φ → X ≠ Y
9 ragraghl.3 ⊢ φ → ⟨“ YXZ ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
10 ragraghl.4 ⊢ φ → ⟨“ YXW ”⟩ ∈ ∟ 𝒢 ⁡ G
11 ragraghl.5 ⊢ φ → Z hp 𝒢 ⁡ G ⁡ Y L X W
12 eqid ⊢ Itv ⁡ G = Itv ⁡ G
13 eqid ⊢ dist ⁡ G = dist ⁡ G
14 eqid ⊢ pInv 𝒢 ⁡ G = pInv 𝒢 ⁡ G
15 8 necomd ⊢ φ → Y ≠ X
16 1 12 2 3 5 4 15 tglinerflx2 ⊢ φ → X ∈ Y L X
17 eleq1w ⊢ a = c → a ∈ P ∖ Y L X ↔ c ∈ P ∖ Y L X
18 eleq1w ⊢ b = d → b ∈ P ∖ Y L X ↔ d ∈ P ∖ Y L X
19 17 18 bi2anan9 ⊢ a = c ∧ b = d → a ∈ P ∖ Y L X ∧ b ∈ P ∖ Y L X ↔ c ∈ P ∖ Y L X ∧ d ∈ P ∖ Y L X
20 oveq12 ⊢ a = c ∧ b = d → a Itv ⁡ G b = c Itv ⁡ G d
21 20 eleq2d ⊢ a = c ∧ b = d → s ∈ a Itv ⁡ G b ↔ s ∈ c Itv ⁡ G d
22 21 rexbidv ⊢ a = c ∧ b = d → ∃ s ∈ Y L X s ∈ a Itv ⁡ G b ↔ ∃ s ∈ Y L X s ∈ c Itv ⁡ G d
23 eleq1w ⊢ s = t → s ∈ c Itv ⁡ G d ↔ t ∈ c Itv ⁡ G d
24 23 cbvrexvw ⊢ ∃ s ∈ Y L X s ∈ c Itv ⁡ G d ↔ ∃ t ∈ Y L X t ∈ c Itv ⁡ G d
25 22 24 bitrdi ⊢ a = c ∧ b = d → ∃ s ∈ Y L X s ∈ a Itv ⁡ G b ↔ ∃ t ∈ Y L X t ∈ c Itv ⁡ G d
26 19 25 anbi12d ⊢ a = c ∧ b = d → a ∈ P ∖ Y L X ∧ b ∈ P ∖ Y L X ∧ ∃ s ∈ Y L X s ∈ a Itv ⁡ G b ↔ c ∈ P ∖ Y L X ∧ d ∈ P ∖ Y L X ∧ ∃ t ∈ Y L X t ∈ c Itv ⁡ G d
27 26 cbvopabv ⊢ a b | a ∈ P ∖ Y L X ∧ b ∈ P ∖ Y L X ∧ ∃ s ∈ Y L X s ∈ a Itv ⁡ G b = c d | c ∈ P ∖ Y L X ∧ d ∈ P ∖ Y L X ∧ ∃ t ∈ Y L X t ∈ c Itv ⁡ G d
28 1 12 2 3 5 4 15 tgelrnln ⊢ φ → Y L X ∈ ran ⁡ L
29 1 12 2 27 3 28 6 7 11 hpgne1 ⊢ φ → ¬ Z ∈ Y L X
30 nelne2 ⊢ X ∈ Y L X ∧ ¬ Z ∈ Y L X → X ≠ Z
31 16 29 30 syl2anc ⊢ φ → X ≠ Z
32 31 necomd ⊢ φ → Z ≠ X
33 1 13 12 2 14 3 5 4 6 9 15 32 ragncol ⊢ φ → ¬ Z ∈ Y L X ∨ Y = X
34 1 2 12 3 5 4 6 33 ncolrot1 ⊢ φ → ¬ Y ∈ X L Z ∨ X = Z
35 1 12 2 27 3 28 6 7 11 hpgne2 ⊢ φ → ¬ W ∈ Y L X
36 nelne2 ⊢ X ∈ Y L X ∧ ¬ W ∈ Y L X → X ≠ W
37 16 35 36 syl2anc ⊢ φ → X ≠ W
38 37 necomd ⊢ φ → W ≠ X
39 1 13 12 2 14 3 5 4 7 10 15 38 ragncol ⊢ φ → ¬ W ∈ Y L X ∨ Y = X
40 1 2 12 3 5 4 7 39 ncolrot1 ⊢ φ → ¬ Y ∈ X L W ∨ X = W
41 eqid ⊢ hl 𝒢 ⁡ G = hl 𝒢 ⁡ G
42 1 12 3 41 5 4 6 15 31 cgraid ⊢ φ → ⟨“ YXZ ”⟩ ∼ 𝒢 ∠ ⁡ G ⟨“ YXZ ”⟩
43 1 3 5 4 6 5 4 7 9 10 15 37 15 31 ragcgra ⊢ φ → ⟨“ YXZ ”⟩ ∼ 𝒢 ∠ ⁡ G ⟨“ YXW ”⟩
44 1 12 2 3 28 7 27 35 hpgid ⊢ φ → W hp 𝒢 ⁡ G ⁡ Y L X W
45 1 12 13 3 5 4 6 5 4 7 2 34 40 6 7 41 42 43 11 44 acopyeu ⊢ φ → Z hl 𝒢 ⁡ G ⁡ X W