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Theorem istrkg3ld 25160
 Description: Property of fulfilling the lower dimension 3 axiom. (Contributed by Thierry Arnoux, 12-Jul-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
istrkg.p 𝑃 = (Base‘𝐺)
istrkg.d = (dist‘𝐺)
istrkg.i 𝐼 = (Itv‘𝐺)
Assertion
Ref Expression
istrkg3ld (𝐺𝑉 → (𝐺DimTarskiG≥3 ↔ ∃𝑢𝑃𝑣𝑃 (𝑢𝑣 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (((𝑢 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ (𝑢 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ (𝑢 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))))))
Distinct variable groups:   𝑣,𝑢,𝑥,𝑦,𝑧,𝐼   𝑢,𝑃,𝑣,𝑥,𝑦,𝑧   𝑢, ,𝑣,𝑥,𝑦,𝑧
Allowed substitution hints:   𝐺(𝑥,𝑦,𝑧,𝑣,𝑢)   𝑉(𝑥,𝑦,𝑧,𝑣,𝑢)

Proof of Theorem istrkg3ld
Dummy variables 𝑓 𝑗 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 3z 11287 . . . . 5 3 ∈ ℤ
2 2re 10967 . . . . . 6 2 ∈ ℝ
3 3re 10971 . . . . . 6 3 ∈ ℝ
4 2lt3 11072 . . . . . 6 2 < 3
52, 3, 4ltleii 10039 . . . . 5 2 ≤ 3
6 2z 11286 . . . . . 6 2 ∈ ℤ
76eluz1i 11571 . . . . 5 (3 ∈ (ℤ‘2) ↔ (3 ∈ ℤ ∧ 2 ≤ 3))
81, 5, 7mpbir2an 957 . . . 4 3 ∈ (ℤ‘2)
98a1i 11 . . 3 (𝐺𝑉 → 3 ∈ (ℤ‘2))
10 istrkg.p . . . 4 𝑃 = (Base‘𝐺)
11 istrkg.d . . . 4 = (dist‘𝐺)
12 istrkg.i . . . 4 𝐼 = (Itv‘𝐺)
1310, 11, 12istrkgld 25158 . . 3 ((𝐺𝑉 ∧ 3 ∈ (ℤ‘2)) → (𝐺DimTarskiG≥3 ↔ ∃𝑓(𝑓:(1..^3)–1-1𝑃 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))))))
149, 13mpdan 699 . 2 (𝐺𝑉 → (𝐺DimTarskiG≥3 ↔ ∃𝑓(𝑓:(1..^3)–1-1𝑃 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))))))
15 fzo13pr 12419 . . . . . 6 (1..^3) = {1, 2}
16 f1eq2 6010 . . . . . 6 ((1..^3) = {1, 2} → (𝑓:(1..^3)–1-1𝑃𝑓:{1, 2}–1-1𝑃))
1715, 16ax-mp 5 . . . . 5 (𝑓:(1..^3)–1-1𝑃𝑓:{1, 2}–1-1𝑃)
1817anbi1i 727 . . . 4 ((𝑓:(1..^3)–1-1𝑃 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))) ↔ (𝑓:{1, 2}–1-1𝑃 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))))
1918exbii 1764 . . 3 (∃𝑓(𝑓:(1..^3)–1-1𝑃 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))) ↔ ∃𝑓(𝑓:{1, 2}–1-1𝑃 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))))
2019a1i 11 . 2 (𝐺𝑉 → (∃𝑓(𝑓:(1..^3)–1-1𝑃 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))) ↔ ∃𝑓(𝑓:{1, 2}–1-1𝑃 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))))))
21 1z 11284 . . . 4 1 ∈ ℤ
22 1ne2 11117 . . . 4 1 ≠ 2
23 oveq1 6556 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = (𝑓‘1) → (𝑢 𝑥) = ((𝑓‘1) 𝑥))
24 eqidd 2611 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = (𝑓‘1) → (𝑣 𝑥) = (𝑣 𝑥))
2523, 24eqeq12d 2625 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = (𝑓‘1) → ((𝑢 𝑥) = (𝑣 𝑥) ↔ ((𝑓‘1) 𝑥) = (𝑣 𝑥)))
26 oveq1 6556 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = (𝑓‘1) → (𝑢 𝑦) = ((𝑓‘1) 𝑦))
27 eqidd 2611 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = (𝑓‘1) → (𝑣 𝑦) = (𝑣 𝑦))
2826, 27eqeq12d 2625 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = (𝑓‘1) → ((𝑢 𝑦) = (𝑣 𝑦) ↔ ((𝑓‘1) 𝑦) = (𝑣 𝑦)))
29 oveq1 6556 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = (𝑓‘1) → (𝑢 𝑧) = ((𝑓‘1) 𝑧))
30 eqidd 2611 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = (𝑓‘1) → (𝑣 𝑧) = (𝑣 𝑧))
3129, 30eqeq12d 2625 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = (𝑓‘1) → ((𝑢 𝑧) = (𝑣 𝑧) ↔ ((𝑓‘1) 𝑧) = (𝑣 𝑧)))
3225, 28, 313anbi123d 1391 . . . . . . . . 9 (𝑢 = (𝑓‘1) → (((𝑢 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ (𝑢 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ (𝑢 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ↔ (((𝑓‘1) 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = (𝑣 𝑧))))
3332anbi1d 737 . . . . . . . 8 (𝑢 = (𝑓‘1) → ((((𝑢 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ (𝑢 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ (𝑢 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))) ↔ ((((𝑓‘1) 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))))
3433rexbidv 3034 . . . . . . 7 (𝑢 = (𝑓‘1) → (∃𝑧𝑃 (((𝑢 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ (𝑢 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ (𝑢 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))) ↔ ∃𝑧𝑃 ((((𝑓‘1) 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))))
3534rexbidv 3034 . . . . . 6 (𝑢 = (𝑓‘1) → (∃𝑦𝑃𝑧𝑃 (((𝑢 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ (𝑢 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ (𝑢 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))) ↔ ∃𝑦𝑃𝑧𝑃 ((((𝑓‘1) 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))))
3635rexbidv 3034 . . . . 5 (𝑢 = (𝑓‘1) → (∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (((𝑢 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ (𝑢 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ (𝑢 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))) ↔ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 ((((𝑓‘1) 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))))
37 oveq1 6556 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = (𝑓‘2) → (𝑣 𝑥) = ((𝑓‘2) 𝑥))
3837eqeq2d 2620 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = (𝑓‘2) → (((𝑓‘1) 𝑥) = (𝑣 𝑥) ↔ ((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓‘2) 𝑥)))
39 oveq1 6556 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = (𝑓‘2) → (𝑣 𝑦) = ((𝑓‘2) 𝑦))
4039eqeq2d 2620 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = (𝑓‘2) → (((𝑓‘1) 𝑦) = (𝑣 𝑦) ↔ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓‘2) 𝑦)))
41 oveq1 6556 . . . . . . . . . . . 12 (𝑣 = (𝑓‘2) → (𝑣 𝑧) = ((𝑓‘2) 𝑧))
4241eqeq2d 2620 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = (𝑓‘2) → (((𝑓‘1) 𝑧) = (𝑣 𝑧) ↔ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓‘2) 𝑧)))
4338, 40, 423anbi123d 1391 . . . . . . . . . 10 (𝑣 = (𝑓‘2) → ((((𝑓‘1) 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ↔ (((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓‘2) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓‘2) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓‘2) 𝑧))))
44 2p1e3 11028 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 + 1) = 3
4544oveq2i 6560 . . . . . . . . . . . . 13 (2..^(2 + 1)) = (2..^3)
46 fzosn 12405 . . . . . . . . . . . . . 14 (2 ∈ ℤ → (2..^(2 + 1)) = {2})
476, 46ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 (2..^(2 + 1)) = {2}
4845, 47eqtr3i 2634 . . . . . . . . . . . 12 (2..^3) = {2}
4948raleqi 3119 . . . . . . . . . . 11 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ↔ ∀𝑗 ∈ {2} (((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)))
50 fveq2 6103 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑗 = 2 → (𝑓𝑗) = (𝑓‘2))
5150oveq1d 6564 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑗 = 2 → ((𝑓𝑗) 𝑥) = ((𝑓‘2) 𝑥))
5251eqeq2d 2620 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑗 = 2 → (((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ↔ ((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓‘2) 𝑥)))
5350oveq1d 6564 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑗 = 2 → ((𝑓𝑗) 𝑦) = ((𝑓‘2) 𝑦))
5453eqeq2d 2620 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑗 = 2 → (((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ↔ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓‘2) 𝑦)))
5550oveq1d 6564 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑗 = 2 → ((𝑓𝑗) 𝑧) = ((𝑓‘2) 𝑧))
5655eqeq2d 2620 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑗 = 2 → (((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧) ↔ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓‘2) 𝑧)))
5752, 54, 563anbi123d 1391 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 = 2 → ((((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ↔ (((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓‘2) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓‘2) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓‘2) 𝑧))))
5857ralsng 4165 . . . . . . . . . . . 12 (2 ∈ ℤ → (∀𝑗 ∈ {2} (((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ↔ (((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓‘2) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓‘2) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓‘2) 𝑧))))
596, 58ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 (∀𝑗 ∈ {2} (((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ↔ (((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓‘2) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓‘2) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓‘2) 𝑧)))
6049, 59bitri 263 . . . . . . . . . 10 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ↔ (((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓‘2) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓‘2) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓‘2) 𝑧)))
6143, 60syl6bbr 277 . . . . . . . . 9 (𝑣 = (𝑓‘2) → ((((𝑓‘1) 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ↔ ∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧))))
6261anbi1d 737 . . . . . . . 8 (𝑣 = (𝑓‘2) → (((((𝑓‘1) 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))) ↔ (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))))
6362rexbidv 3034 . . . . . . 7 (𝑣 = (𝑓‘2) → (∃𝑧𝑃 ((((𝑓‘1) 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))) ↔ ∃𝑧𝑃 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))))
6463rexbidv 3034 . . . . . 6 (𝑣 = (𝑓‘2) → (∃𝑦𝑃𝑧𝑃 ((((𝑓‘1) 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))) ↔ ∃𝑦𝑃𝑧𝑃 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))))
6564rexbidv 3034 . . . . 5 (𝑣 = (𝑓‘2) → (∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 ((((𝑓‘1) 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))) ↔ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))))
6636, 65f1prex 6439 . . . 4 ((1 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℤ ∧ 1 ≠ 2) → (∃𝑓(𝑓:{1, 2}–1-1𝑃 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))) ↔ ∃𝑢𝑃𝑣𝑃 (𝑢𝑣 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (((𝑢 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ (𝑢 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ (𝑢 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))))))
6721, 6, 22, 66mp3an 1416 . . 3 (∃𝑓(𝑓:{1, 2}–1-1𝑃 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))) ↔ ∃𝑢𝑃𝑣𝑃 (𝑢𝑣 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (((𝑢 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ (𝑢 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ (𝑢 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))))
6867a1i 11 . 2 (𝐺𝑉 → (∃𝑓(𝑓:{1, 2}–1-1𝑃 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (∀𝑗 ∈ (2..^3)(((𝑓‘1) 𝑥) = ((𝑓𝑗) 𝑥) ∧ ((𝑓‘1) 𝑦) = ((𝑓𝑗) 𝑦) ∧ ((𝑓‘1) 𝑧) = ((𝑓𝑗) 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧)))) ↔ ∃𝑢𝑃𝑣𝑃 (𝑢𝑣 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (((𝑢 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ (𝑢 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ (𝑢 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))))))
6914, 20, 683bitrd 293 1 (𝐺𝑉 → (𝐺DimTarskiG≥3 ↔ ∃𝑢𝑃𝑣𝑃 (𝑢𝑣 ∧ ∃𝑥𝑃𝑦𝑃𝑧𝑃 (((𝑢 𝑥) = (𝑣 𝑥) ∧ (𝑢 𝑦) = (𝑣 𝑦) ∧ (𝑢 𝑧) = (𝑣 𝑧)) ∧ ¬ (𝑧 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∨ 𝑥 ∈ (𝑧𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝑥𝐼𝑧))))))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   ∨ w3o 1030   ∧ w3a 1031   = wceq 1475  ∃wex 1695   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780  ∀wral 2896  ∃wrex 2897  {csn 4125  {cpr 4127   class class class wbr 4583  –1-1→wf1 5801  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  1c1 9816   + caddc 9818   ≤ cle 9954  2c2 10947  3c3 10948  ℤcz 11254  ℤ≥cuz 11563  ..^cfzo 12334  Basecbs 15695  distcds 15777  DimTarskiG≥cstrkgld 25133  Itvcitv 25135 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-trkgld 25151 This theorem is referenced by:  axtgupdim2  25170
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