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Theorem lmimid

Description: If we have a right angle, then the mirror point is the point inversion. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Dec-2019)

Ref Expression
Hypotheses ismid.p 𝑃 = ( Base ‘ 𝐺 )
ismid.d = ( dist ‘ 𝐺 )
ismid.i 𝐼 = ( Itv ‘ 𝐺 )
ismid.g ( 𝜑𝐺 ∈ TarskiG )
ismid.1 ( 𝜑𝐺 DimTarskiG≥ 2 )
lmif.m 𝑀 = ( ( lInvG ‘ 𝐺 ) ‘ 𝐷 )
lmif.l 𝐿 = ( LineG ‘ 𝐺 )
lmif.d ( 𝜑𝐷 ∈ ran 𝐿 )
lmicl.1 ( 𝜑𝐴𝑃 )
lmimid.s 𝑆 = ( ( pInvG ‘ 𝐺 ) ‘ 𝐵 )
lmimid.r ( 𝜑 → ⟨“ 𝐴 𝐵 𝐶 ”⟩ ∈ ( ∟G ‘ 𝐺 ) )
lmimid.a ( 𝜑𝐴𝐷 )
lmimid.b ( 𝜑𝐵𝐷 )
lmimid.c ( 𝜑𝐶𝑃 )
lmimid.d ( 𝜑𝐴𝐵 )
Assertion lmimid ( 𝜑 → ( 𝑀𝐶 ) = ( 𝑆𝐶 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ismid.p 𝑃 = ( Base ‘ 𝐺 )
2 ismid.d = ( dist ‘ 𝐺 )
3 ismid.i 𝐼 = ( Itv ‘ 𝐺 )
4 ismid.g ( 𝜑𝐺 ∈ TarskiG )
5 ismid.1 ( 𝜑𝐺 DimTarskiG≥ 2 )
6 lmif.m 𝑀 = ( ( lInvG ‘ 𝐺 ) ‘ 𝐷 )
7 lmif.l 𝐿 = ( LineG ‘ 𝐺 )
8 lmif.d ( 𝜑𝐷 ∈ ran 𝐿 )
9 lmicl.1 ( 𝜑𝐴𝑃 )
10 lmimid.s 𝑆 = ( ( pInvG ‘ 𝐺 ) ‘ 𝐵 )
11 lmimid.r ( 𝜑 → ⟨“ 𝐴 𝐵 𝐶 ”⟩ ∈ ( ∟G ‘ 𝐺 ) )
12 lmimid.a ( 𝜑𝐴𝐷 )
13 lmimid.b ( 𝜑𝐵𝐷 )
14 lmimid.c ( 𝜑𝐶𝑃 )
15 lmimid.d ( 𝜑𝐴𝐵 )
16 10 a1i ( 𝜑𝑆 = ( ( pInvG ‘ 𝐺 ) ‘ 𝐵 ) )
17 16 fveq1d ( 𝜑 → ( 𝑆𝐶 ) = ( ( ( pInvG ‘ 𝐺 ) ‘ 𝐵 ) ‘ 𝐶 ) )
18 eqid ( pInvG ‘ 𝐺 ) = ( pInvG ‘ 𝐺 )
19 1 7 3 4 8 13 tglnpt ( 𝜑𝐵𝑃 )
20 1 2 3 7 18 4 19 10 14 mircl ( 𝜑 → ( 𝑆𝐶 ) ∈ 𝑃 )
21 1 2 3 4 5 14 20 18 19 ismidb ( 𝜑 → ( ( 𝑆𝐶 ) = ( ( ( pInvG ‘ 𝐺 ) ‘ 𝐵 ) ‘ 𝐶 ) ↔ ( 𝐶 ( midG ‘ 𝐺 ) ( 𝑆𝐶 ) ) = 𝐵 ) )
22 17 21 mpbid ( 𝜑 → ( 𝐶 ( midG ‘ 𝐺 ) ( 𝑆𝐶 ) ) = 𝐵 )
23 22 13 eqeltrd ( 𝜑 → ( 𝐶 ( midG ‘ 𝐺 ) ( 𝑆𝐶 ) ) ∈ 𝐷 )
24 df-ne ( 𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ↔ ¬ 𝐶 = ( 𝑆𝐶 ) )
25 4 adantr ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → 𝐺 ∈ TarskiG )
26 8 adantr ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → 𝐷 ∈ ran 𝐿 )
27 14 adantr ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → 𝐶𝑃 )
28 20 adantr ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → ( 𝑆𝐶 ) ∈ 𝑃 )
29 simpr ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → 𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) )
30 1 3 7 25 27 28 29 tgelrnln ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → ( 𝐶 𝐿 ( 𝑆𝐶 ) ) ∈ ran 𝐿 )
31 13 adantr ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → 𝐵𝐷 )
32 19 adantr ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → 𝐵𝑃 )
33 1 2 3 4 5 14 20 midbtwn ( 𝜑 → ( 𝐶 ( midG ‘ 𝐺 ) ( 𝑆𝐶 ) ) ∈ ( 𝐶 𝐼 ( 𝑆𝐶 ) ) )
34 22 33 eqeltrrd ( 𝜑𝐵 ∈ ( 𝐶 𝐼 ( 𝑆𝐶 ) ) )
35 34 adantr ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → 𝐵 ∈ ( 𝐶 𝐼 ( 𝑆𝐶 ) ) )
36 1 3 7 25 27 28 32 29 35 btwnlng1 ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → 𝐵 ∈ ( 𝐶 𝐿 ( 𝑆𝐶 ) ) )
37 31 36 elind ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → 𝐵 ∈ ( 𝐷 ∩ ( 𝐶 𝐿 ( 𝑆𝐶 ) ) ) )
38 12 adantr ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → 𝐴𝐷 )
39 1 3 7 25 27 28 29 tglinerflx1 ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → 𝐶 ∈ ( 𝐶 𝐿 ( 𝑆𝐶 ) ) )
40 15 adantr ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → 𝐴𝐵 )
41 1 2 3 7 18 4 19 10 14 mirinv ( 𝜑 → ( ( 𝑆𝐶 ) = 𝐶𝐵 = 𝐶 ) )
42 eqcom ( 𝐵 = 𝐶𝐶 = 𝐵 )
43 41 42 bitrdi ( 𝜑 → ( ( 𝑆𝐶 ) = 𝐶𝐶 = 𝐵 ) )
44 43 biimpar ( ( 𝜑𝐶 = 𝐵 ) → ( 𝑆𝐶 ) = 𝐶 )
45 44 eqcomd ( ( 𝜑𝐶 = 𝐵 ) → 𝐶 = ( 𝑆𝐶 ) )
46 45 ex ( 𝜑 → ( 𝐶 = 𝐵𝐶 = ( 𝑆𝐶 ) ) )
47 46 necon3d ( 𝜑 → ( 𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) → 𝐶𝐵 ) )
48 47 imp ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → 𝐶𝐵 )
49 11 adantr ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → ⟨“ 𝐴 𝐵 𝐶 ”⟩ ∈ ( ∟G ‘ 𝐺 ) )
50 1 2 3 7 25 26 30 37 38 39 40 48 49 ragperp ( ( 𝜑𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) ) → 𝐷 ( ⟂G ‘ 𝐺 ) ( 𝐶 𝐿 ( 𝑆𝐶 ) ) )
51 50 ex ( 𝜑 → ( 𝐶 ≠ ( 𝑆𝐶 ) → 𝐷 ( ⟂G ‘ 𝐺 ) ( 𝐶 𝐿 ( 𝑆𝐶 ) ) ) )
52 24 51 syl5bir ( 𝜑 → ( ¬ 𝐶 = ( 𝑆𝐶 ) → 𝐷 ( ⟂G ‘ 𝐺 ) ( 𝐶 𝐿 ( 𝑆𝐶 ) ) ) )
53 52 orrd ( 𝜑 → ( 𝐶 = ( 𝑆𝐶 ) ∨ 𝐷 ( ⟂G ‘ 𝐺 ) ( 𝐶 𝐿 ( 𝑆𝐶 ) ) ) )
54 53 orcomd ( 𝜑 → ( 𝐷 ( ⟂G ‘ 𝐺 ) ( 𝐶 𝐿 ( 𝑆𝐶 ) ) ∨ 𝐶 = ( 𝑆𝐶 ) ) )
55 1 2 3 4 5 6 7 8 14 20 islmib ( 𝜑 → ( ( 𝑆𝐶 ) = ( 𝑀𝐶 ) ↔ ( ( 𝐶 ( midG ‘ 𝐺 ) ( 𝑆𝐶 ) ) ∈ 𝐷 ∧ ( 𝐷 ( ⟂G ‘ 𝐺 ) ( 𝐶 𝐿 ( 𝑆𝐶 ) ) ∨ 𝐶 = ( 𝑆𝐶 ) ) ) ) )
56 23 54 55 mpbir2and ( 𝜑 → ( 𝑆𝐶 ) = ( 𝑀𝐶 ) )
57 56 eqcomd ( 𝜑 → ( 𝑀𝐶 ) = ( 𝑆𝐶 ) )