Users' Mathboxes Mathbox for Scott Fenton < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  hilbert1.1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem hilbert1.1 32588
Description: There is a line through any two distinct points. Hilbert's axiom I.1 for geometry. (Contributed by Scott Fenton, 29-Oct-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.)
Assertion
Ref Expression
hilbert1.1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄)) → ∃𝑥 ∈ LinesEE (𝑃𝑥𝑄𝑥))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑃   𝑥,𝑄
Allowed substitution hint:   𝑁(𝑥)

Proof of Theorem hilbert1.1
Dummy variables 𝑛 𝑝 𝑞 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simp1 1131 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄) → 𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁))
2 simp2 1132 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄) → 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁))
3 simp3 1133 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄) → 𝑃𝑄)
4 eqidd 2761 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄) → (𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑄))
5 neeq1 2994 . . . . . . 7 (𝑝 = 𝑃 → (𝑝𝑞𝑃𝑞))
6 oveq1 6821 . . . . . . . 8 (𝑝 = 𝑃 → (𝑝Line𝑞) = (𝑃Line𝑞))
76eqeq2d 2770 . . . . . . 7 (𝑝 = 𝑃 → ((𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞) ↔ (𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑞)))
85, 7anbi12d 749 . . . . . 6 (𝑝 = 𝑃 → ((𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)) ↔ (𝑃𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑞))))
9 neeq2 2995 . . . . . . 7 (𝑞 = 𝑄 → (𝑃𝑞𝑃𝑄))
10 oveq2 6822 . . . . . . . 8 (𝑞 = 𝑄 → (𝑃Line𝑞) = (𝑃Line𝑄))
1110eqeq2d 2770 . . . . . . 7 (𝑞 = 𝑄 → ((𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑞) ↔ (𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑄)))
129, 11anbi12d 749 . . . . . 6 (𝑞 = 𝑄 → ((𝑃𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑞)) ↔ (𝑃𝑄 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑄))))
138, 12rspc2ev 3463 . . . . 5 ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ (𝑃𝑄 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑃Line𝑄))) → ∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑁)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)))
141, 2, 3, 4, 13syl112anc 1481 . . . 4 ((𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄) → ∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑁)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)))
15 fveq2 6353 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑁 → (𝔼‘𝑛) = (𝔼‘𝑁))
1615rexeqdv 3284 . . . . . 6 (𝑛 = 𝑁 → (∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑛)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)) ↔ ∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞))))
1715, 16rexeqbidv 3292 . . . . 5 (𝑛 = 𝑁 → (∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑛)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑛)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)) ↔ ∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑁)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞))))
1817rspcev 3449 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑁)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑁)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞))) → ∃𝑛 ∈ ℕ ∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑛)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑛)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)))
1914, 18sylan2 492 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄)) → ∃𝑛 ∈ ℕ ∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑛)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑛)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)))
20 ellines 32586 . . 3 ((𝑃Line𝑄) ∈ LinesEE ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ ∃𝑝 ∈ (𝔼‘𝑛)∃𝑞 ∈ (𝔼‘𝑛)(𝑝𝑞 ∧ (𝑃Line𝑄) = (𝑝Line𝑞)))
2119, 20sylibr 224 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄)) → (𝑃Line𝑄) ∈ LinesEE)
22 linerflx1 32583 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄)) → 𝑃 ∈ (𝑃Line𝑄))
23 linerflx2 32585 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄)) → 𝑄 ∈ (𝑃Line𝑄))
24 eleq2 2828 . . . 4 (𝑥 = (𝑃Line𝑄) → (𝑃𝑥𝑃 ∈ (𝑃Line𝑄)))
25 eleq2 2828 . . . 4 (𝑥 = (𝑃Line𝑄) → (𝑄𝑥𝑄 ∈ (𝑃Line𝑄)))
2624, 25anbi12d 749 . . 3 (𝑥 = (𝑃Line𝑄) → ((𝑃𝑥𝑄𝑥) ↔ (𝑃 ∈ (𝑃Line𝑄) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃Line𝑄))))
2726rspcev 3449 . 2 (((𝑃Line𝑄) ∈ LinesEE ∧ (𝑃 ∈ (𝑃Line𝑄) ∧ 𝑄 ∈ (𝑃Line𝑄))) → ∃𝑥 ∈ LinesEE (𝑃𝑥𝑄𝑥))
2821, 22, 23, 27syl12anc 1475 1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ (𝑃 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑄 ∈ (𝔼‘𝑁) ∧ 𝑃𝑄)) → ∃𝑥 ∈ LinesEE (𝑃𝑥𝑄𝑥))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383  w3a 1072   = wceq 1632  wcel 2139  wne 2932  wrex 3051  cfv 6049  (class class class)co 6814  cn 11232  𝔼cee 25988  Linecline2 32568  LinesEEclines2 32570
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-rep 4923  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7115  ax-inf2 8713  ax-cnex 10204  ax-resscn 10205  ax-1cn 10206  ax-icn 10207  ax-addcl 10208  ax-addrcl 10209  ax-mulcl 10210  ax-mulrcl 10211  ax-mulcom 10212  ax-addass 10213  ax-mulass 10214  ax-distr 10215  ax-i2m1 10216  ax-1ne0 10217  ax-1rid 10218  ax-rnegex 10219  ax-rrecex 10220  ax-cnre 10221  ax-pre-lttri 10222  ax-pre-lttrn 10223  ax-pre-ltadd 10224  ax-pre-mulgt0 10225  ax-pre-sup 10226
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-fal 1638  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-int 4628  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-se 5226  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-isom 6058  df-riota 6775  df-ov 6817  df-oprab 6818  df-mpt2 6819  df-om 7232  df-1st 7334  df-2nd 7335  df-wrecs 7577  df-recs 7638  df-rdg 7676  df-1o 7730  df-oadd 7734  df-er 7913  df-ec 7915  df-map 8027  df-en 8124  df-dom 8125  df-sdom 8126  df-fin 8127  df-sup 8515  df-oi 8582  df-card 8975  df-pnf 10288  df-mnf 10289  df-xr 10290  df-ltxr 10291  df-le 10292  df-sub 10480  df-neg 10481  df-div 10897  df-nn 11233  df-2 11291  df-3 11292  df-n0 11505  df-z 11590  df-uz 11900  df-rp 12046  df-ico 12394  df-icc 12395  df-fz 12540  df-fzo 12680  df-seq 13016  df-exp 13075  df-hash 13332  df-cj 14058  df-re 14059  df-im 14060  df-sqrt 14194  df-abs 14195  df-clim 14438  df-sum 14636  df-ee 25991  df-btwn 25992  df-cgr 25993  df-colinear 32473  df-line2 32571  df-lines2 32573
This theorem is referenced by:  linethrueu  32590
  Copyright terms: Public domain W3C validator