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Theorem tglnpt4

Description: Find a second point on a line, outside of a second line. (Contributed by Thierry Arnoux, 17-Jun-2026)

Ref Expression
Hypotheses tglnpt2.p ⊢ P = Base G
tglnpt2.i ⊢ I = Itv ⁡ G
tglnpt2.l ⊢ L = Line 𝒢 ⁡ G
tglnpt2.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
tglnpt2.a ⊢ φ → A ∈ ran ⁡ L
tglnpt4.y ⊢ φ → B ∈ ran ⁡ L
tglnpt4.x ⊢ φ → X ∈ A
tglnpt4.1 ⊢ φ → A ≠ B
Assertion tglnpt4 ⊢ φ → ∃ z ∈ A ∖ B z ≠ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tglnpt2.p ⊢ P = Base G
2 tglnpt2.i ⊢ I = Itv ⁡ G
3 tglnpt2.l ⊢ L = Line 𝒢 ⁡ G
4 tglnpt2.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
5 tglnpt2.a ⊢ φ → A ∈ ran ⁡ L
6 tglnpt4.y ⊢ φ → B ∈ ran ⁡ L
7 tglnpt4.x ⊢ φ → X ∈ A
8 tglnpt4.1 ⊢ φ → A ≠ B
9 4 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ B → G ∈ 𝒢 Tarski
10 5 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ B → A ∈ ran ⁡ L
11 7 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ B → X ∈ A
12 1 2 3 9 10 11 tglnpt2 ⊢ φ ∧ X ∈ B → ∃ z ∈ A X ≠ z
13 simplr ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z → z ∈ A
14 simpr ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z → X ≠ z
15 14 neneqd ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z → ¬ X = z
16 4 ad4antr ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → G ∈ 𝒢 Tarski
17 5 ad4antr ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → A ∈ ran ⁡ L
18 6 ad4antr ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → B ∈ ran ⁡ L
19 8 ad4antr ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → A ≠ B
20 7 ad4antr ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → X ∈ A
21 simp-4r ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → X ∈ B
22 20 21 elind ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → X ∈ A ∩ B
23 simpllr ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → z ∈ A
24 simpr ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → z ∈ B
25 23 24 elind ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → z ∈ A ∩ B
26 1 2 3 16 17 18 19 22 25 tglineineq ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → X = z
27 15 26 mtand ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z → ¬ z ∈ B
28 13 27 eldifd ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z → z ∈ A ∖ B
29 14 necomd ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z → z ≠ X
30 28 29 jca ⊢ φ ∧ X ∈ B ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z → z ∈ A ∖ B ∧ z ≠ X
31 30 expl ⊢ φ ∧ X ∈ B → z ∈ A ∧ X ≠ z → z ∈ A ∖ B ∧ z ≠ X
32 31 reximdv2 ⊢ φ ∧ X ∈ B → ∃ z ∈ A X ≠ z → ∃ z ∈ A ∖ B z ≠ X
33 12 32 mpd ⊢ φ ∧ X ∈ B → ∃ z ∈ A ∖ B z ≠ X
34 4 adantr ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ → G ∈ 𝒢 Tarski
35 5 adantr ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ → A ∈ ran ⁡ L
36 7 adantr ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ → X ∈ A
37 1 2 3 34 35 36 tglnpt2 ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ → ∃ z ∈ A X ≠ z
38 simplr ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z → z ∈ A
39 simp-4r ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → A ∩ B = ∅
40 simpllr ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → z ∈ A
41 simpr ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → z ∈ B
42 40 41 elind ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → z ∈ A ∩ B
43 42 ne0d ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → A ∩ B ≠ ∅
44 43 neneqd ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z ∧ z ∈ B → ¬ A ∩ B = ∅
45 39 44 pm2.65da ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z → ¬ z ∈ B
46 38 45 eldifd ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z → z ∈ A ∖ B
47 simpr ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z → X ≠ z
48 47 necomd ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z → z ≠ X
49 46 48 jca ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ ∧ z ∈ A ∧ X ≠ z → z ∈ A ∖ B ∧ z ≠ X
50 49 expl ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ → z ∈ A ∧ X ≠ z → z ∈ A ∖ B ∧ z ≠ X
51 50 reximdv2 ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ → ∃ z ∈ A X ≠ z → ∃ z ∈ A ∖ B z ≠ X
52 37 51 mpd ⊢ φ ∧ A ∩ B = ∅ → ∃ z ∈ A ∖ B z ≠ X
53 52 adantlr ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ A ∩ B = ∅ → ∃ z ∈ A ∖ B z ≠ X
54 simpr ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ A ∩ B ≠ ∅ → A ∩ B ≠ ∅
55 4 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ y ∈ A ∩ B → G ∈ 𝒢 Tarski
56 5 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ y ∈ A ∩ B → A ∈ ran ⁡ L
57 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ y ∈ A ∩ B → X ∈ A
58 simpr ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ y ∈ A ∩ B → y ∈ A ∩ B
59 58 elin1d ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ y ∈ A ∩ B → y ∈ A
60 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B → y ∈ A ∩ B
61 60 elin2d ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B → y ∈ B
62 61 adantlr ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ y ∈ A ∩ B → y ∈ B
63 simplr ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ y ∈ A ∩ B → ¬ X ∈ B
64 nelne2 ⊢ y ∈ B ∧ ¬ X ∈ B → y ≠ X
65 62 63 64 syl2anc ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ y ∈ A ∩ B → y ≠ X
66 65 necomd ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ y ∈ A ∩ B → X ≠ y
67 1 2 3 55 56 57 59 66 tglnpt3 ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ y ∈ A ∩ B → ∃ z ∈ A z ≠ X ∧ z ≠ y
68 simpllr ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y → z ∈ A
69 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y → z ≠ y
70 69 neneqd ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y → ¬ z = y
71 4 ad5antr ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y ∧ z ∈ B → G ∈ 𝒢 Tarski
72 5 ad5antr ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y ∧ z ∈ B → A ∈ ran ⁡ L
73 6 ad5antr ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y ∧ z ∈ B → B ∈ ran ⁡ L
74 8 ad5antr ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y ∧ z ∈ B → A ≠ B
75 68 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y ∧ z ∈ B → z ∈ A
76 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y ∧ z ∈ B → z ∈ B
77 75 76 elind ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y ∧ z ∈ B → z ∈ A ∩ B
78 60 ad4antr ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y ∧ z ∈ B → y ∈ A ∩ B
79 1 2 3 71 72 73 74 77 78 tglineineq ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y ∧ z ∈ B → z = y
80 70 79 mtand ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y → ¬ z ∈ B
81 68 80 eldifd ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y → z ∈ A ∖ B
82 simplr ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y → z ≠ X
83 81 82 jca ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y → z ∈ A ∖ B ∧ z ≠ X
84 83 anasss ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B ∧ z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y → z ∈ A ∖ B ∧ z ≠ X
85 84 expl ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B → z ∈ A ∧ z ≠ X ∧ z ≠ y → z ∈ A ∖ B ∧ z ≠ X
86 85 reximdv2 ⊢ φ ∧ y ∈ A ∩ B → ∃ z ∈ A z ≠ X ∧ z ≠ y → ∃ z ∈ A ∖ B z ≠ X
87 86 adantlr ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ y ∈ A ∩ B → ∃ z ∈ A z ≠ X ∧ z ≠ y → ∃ z ∈ A ∖ B z ≠ X
88 67 87 mpd ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ y ∈ A ∩ B → ∃ z ∈ A ∖ B z ≠ X
89 88 adantlr ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ A ∩ B ≠ ∅ ∧ y ∈ A ∩ B → ∃ z ∈ A ∖ B z ≠ X
90 54 89 n0limd ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B ∧ A ∩ B ≠ ∅ → ∃ z ∈ A ∖ B z ≠ X
91 53 90 pm2.61dane ⊢ φ ∧ ¬ X ∈ B → ∃ z ∈ A ∖ B z ≠ X
92 33 91 pm2.61dan ⊢ φ → ∃ z ∈ A ∖ B z ≠ X