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Theorem mirbtwnb

Description: Point inversion preserves betweenness. Theorem 7.15 of Schwabhauser p. 51. (Contributed by Thierry Arnoux, 9-Jun-2019)

Ref Expression
Hypotheses mirval.p 𝑃 = ( Base ‘ 𝐺 )
mirval.d = ( dist ‘ 𝐺 )
mirval.i 𝐼 = ( Itv ‘ 𝐺 )
mirval.l 𝐿 = ( LineG ‘ 𝐺 )
mirval.s 𝑆 = ( pInvG ‘ 𝐺 )
mirval.g ( 𝜑𝐺 ∈ TarskiG )
mirval.a ( 𝜑𝐴𝑃 )
mirfv.m 𝑀 = ( 𝑆𝐴 )
miriso.1 ( 𝜑𝑋𝑃 )
miriso.2 ( 𝜑𝑌𝑃 )
mirbtwnb.z ( 𝜑𝑍𝑃 )
Assertion mirbtwnb ( 𝜑 → ( 𝑌 ∈ ( 𝑋 𝐼 𝑍 ) ↔ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mirval.p 𝑃 = ( Base ‘ 𝐺 )
2 mirval.d = ( dist ‘ 𝐺 )
3 mirval.i 𝐼 = ( Itv ‘ 𝐺 )
4 mirval.l 𝐿 = ( LineG ‘ 𝐺 )
5 mirval.s 𝑆 = ( pInvG ‘ 𝐺 )
6 mirval.g ( 𝜑𝐺 ∈ TarskiG )
7 mirval.a ( 𝜑𝐴𝑃 )
8 mirfv.m 𝑀 = ( 𝑆𝐴 )
9 miriso.1 ( 𝜑𝑋𝑃 )
10 miriso.2 ( 𝜑𝑌𝑃 )
11 mirbtwnb.z ( 𝜑𝑍𝑃 )
12 6 adantr ( ( 𝜑𝑌 ∈ ( 𝑋 𝐼 𝑍 ) ) → 𝐺 ∈ TarskiG )
13 7 adantr ( ( 𝜑𝑌 ∈ ( 𝑋 𝐼 𝑍 ) ) → 𝐴𝑃 )
14 9 adantr ( ( 𝜑𝑌 ∈ ( 𝑋 𝐼 𝑍 ) ) → 𝑋𝑃 )
15 10 adantr ( ( 𝜑𝑌 ∈ ( 𝑋 𝐼 𝑍 ) ) → 𝑌𝑃 )
16 11 adantr ( ( 𝜑𝑌 ∈ ( 𝑋 𝐼 𝑍 ) ) → 𝑍𝑃 )
17 simpr ( ( 𝜑𝑌 ∈ ( 𝑋 𝐼 𝑍 ) ) → 𝑌 ∈ ( 𝑋 𝐼 𝑍 ) )
18 1 2 3 4 5 12 13 8 14 15 16 17 mirbtwni ( ( 𝜑𝑌 ∈ ( 𝑋 𝐼 𝑍 ) ) → ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) )
19 6 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) → 𝐺 ∈ TarskiG )
20 7 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) → 𝐴𝑃 )
21 1 2 3 4 5 19 20 8 mirf ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) → 𝑀 : 𝑃𝑃 )
22 9 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) → 𝑋𝑃 )
23 21 22 ffvelrnd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) → ( 𝑀𝑋 ) ∈ 𝑃 )
24 10 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) → 𝑌𝑃 )
25 21 24 ffvelrnd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) → ( 𝑀𝑌 ) ∈ 𝑃 )
26 11 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) → 𝑍𝑃 )
27 21 26 ffvelrnd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) → ( 𝑀𝑍 ) ∈ 𝑃 )
28 simpr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) → ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) )
29 1 2 3 4 5 19 20 8 23 25 27 28 mirbtwni ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) → ( 𝑀 ‘ ( 𝑀𝑌 ) ) ∈ ( ( 𝑀 ‘ ( 𝑀𝑋 ) ) 𝐼 ( 𝑀 ‘ ( 𝑀𝑍 ) ) ) )
30 1 2 3 4 5 6 7 8 10 mirmir ( 𝜑 → ( 𝑀 ‘ ( 𝑀𝑌 ) ) = 𝑌 )
31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 mirmir ( 𝜑 → ( 𝑀 ‘ ( 𝑀𝑋 ) ) = 𝑋 )
32 1 2 3 4 5 6 7 8 11 mirmir ( 𝜑 → ( 𝑀 ‘ ( 𝑀𝑍 ) ) = 𝑍 )
33 31 32 oveq12d ( 𝜑 → ( ( 𝑀 ‘ ( 𝑀𝑋 ) ) 𝐼 ( 𝑀 ‘ ( 𝑀𝑍 ) ) ) = ( 𝑋 𝐼 𝑍 ) )
34 30 33 eleq12d ( 𝜑 → ( ( 𝑀 ‘ ( 𝑀𝑌 ) ) ∈ ( ( 𝑀 ‘ ( 𝑀𝑋 ) ) 𝐼 ( 𝑀 ‘ ( 𝑀𝑍 ) ) ) ↔ 𝑌 ∈ ( 𝑋 𝐼 𝑍 ) ) )
35 34 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) → ( ( 𝑀 ‘ ( 𝑀𝑌 ) ) ∈ ( ( 𝑀 ‘ ( 𝑀𝑋 ) ) 𝐼 ( 𝑀 ‘ ( 𝑀𝑍 ) ) ) ↔ 𝑌 ∈ ( 𝑋 𝐼 𝑍 ) ) )
36 29 35 mpbid ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) → 𝑌 ∈ ( 𝑋 𝐼 𝑍 ) )
37 18 36 impbida ( 𝜑 → ( 𝑌 ∈ ( 𝑋 𝐼 𝑍 ) ↔ ( 𝑀𝑌 ) ∈ ( ( 𝑀𝑋 ) 𝐼 ( 𝑀𝑍 ) ) ) )