MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  chordthmlem5 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem chordthmlem5 24497
Description: If P is on the segment AB and AQ = BQ, then PA · PB = BQ 2 PQ 2 . This follows from two uses of chordthmlem3 24495 to show that PQ 2 = QM 2 + PM 2 and BQ 2 = QM 2 + BM 2 , so BQ 2 PQ 2 = (QM 2 + BM 2 ) (QM 2 + PM 2 ) = BM 2 PM 2 , which equals PA · PB by chordthmlem4 24496. (Contributed by David Moews, 28-Feb-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
chordthmlem5.A (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
chordthmlem5.B (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
chordthmlem5.Q (𝜑𝑄 ∈ ℂ)
chordthmlem5.X (𝜑𝑋 ∈ (0[,]1))
chordthmlem5.P (𝜑𝑃 = ((𝑋 · 𝐴) + ((1 − 𝑋) · 𝐵)))
chordthmlem5.ABequidistQ (𝜑 → (abs‘(𝐴𝑄)) = (abs‘(𝐵𝑄)))
Assertion
Ref Expression
chordthmlem5 (𝜑 → ((abs‘(𝑃𝐴)) · (abs‘(𝑃𝐵))) = (((abs‘(𝐵𝑄))↑2) − ((abs‘(𝑃𝑄))↑2)))

Proof of Theorem chordthmlem5
StepHypRef Expression
1 chordthmlem5.Q . . . . . . 7 (𝜑𝑄 ∈ ℂ)
2 chordthmlem5.A . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
3 chordthmlem5.B . . . . . . . . 9 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
42, 3addcld 10019 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℂ)
54halfcld 11237 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) / 2) ∈ ℂ)
61, 5subcld 10352 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑄 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)) ∈ ℂ)
76abscld 14125 . . . . 5 (𝜑 → (abs‘(𝑄 − ((𝐴 + 𝐵) / 2))) ∈ ℝ)
87recnd 10028 . . . 4 (𝜑 → (abs‘(𝑄 − ((𝐴 + 𝐵) / 2))) ∈ ℂ)
98sqcld 12962 . . 3 (𝜑 → ((abs‘(𝑄 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2) ∈ ℂ)
103, 5subcld 10352 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐵 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)) ∈ ℂ)
1110abscld 14125 . . . . 5 (𝜑 → (abs‘(𝐵 − ((𝐴 + 𝐵) / 2))) ∈ ℝ)
1211recnd 10028 . . . 4 (𝜑 → (abs‘(𝐵 − ((𝐴 + 𝐵) / 2))) ∈ ℂ)
1312sqcld 12962 . . 3 (𝜑 → ((abs‘(𝐵 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2) ∈ ℂ)
14 chordthmlem5.P . . . . . . . 8 (𝜑𝑃 = ((𝑋 · 𝐴) + ((1 − 𝑋) · 𝐵)))
15 unitssre 12277 . . . . . . . . . . . 12 (0[,]1) ⊆ ℝ
16 chordthmlem5.X . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑋 ∈ (0[,]1))
1715, 16sseldi 3586 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑋 ∈ ℝ)
1817recnd 10028 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑋 ∈ ℂ)
1918, 2mulcld 10020 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑋 · 𝐴) ∈ ℂ)
20 1cnd 10016 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
2120, 18subcld 10352 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1 − 𝑋) ∈ ℂ)
2221, 3mulcld 10020 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((1 − 𝑋) · 𝐵) ∈ ℂ)
2319, 22addcld 10019 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑋 · 𝐴) + ((1 − 𝑋) · 𝐵)) ∈ ℂ)
2414, 23eqeltrd 2698 . . . . . . 7 (𝜑𝑃 ∈ ℂ)
2524, 5subcld 10352 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑃 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)) ∈ ℂ)
2625abscld 14125 . . . . 5 (𝜑 → (abs‘(𝑃 − ((𝐴 + 𝐵) / 2))) ∈ ℝ)
2726recnd 10028 . . . 4 (𝜑 → (abs‘(𝑃 − ((𝐴 + 𝐵) / 2))) ∈ ℂ)
2827sqcld 12962 . . 3 (𝜑 → ((abs‘(𝑃 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2) ∈ ℂ)
299, 13, 28pnpcand 10389 . 2 (𝜑 → ((((abs‘(𝑄 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2) + ((abs‘(𝐵 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2)) − (((abs‘(𝑄 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2) + ((abs‘(𝑃 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2))) = (((abs‘(𝐵 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2) − ((abs‘(𝑃 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2)))
30 0red 10001 . . . 4 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
31 eqidd 2622 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) / 2) = ((𝐴 + 𝐵) / 2))
322mul02d 10194 . . . . . 6 (𝜑 → (0 · 𝐴) = 0)
3320subid1d 10341 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1 − 0) = 1)
3433oveq1d 6630 . . . . . . 7 (𝜑 → ((1 − 0) · 𝐵) = (1 · 𝐵))
353mulid2d 10018 . . . . . . 7 (𝜑 → (1 · 𝐵) = 𝐵)
3634, 35eqtrd 2655 . . . . . 6 (𝜑 → ((1 − 0) · 𝐵) = 𝐵)
3732, 36oveq12d 6633 . . . . 5 (𝜑 → ((0 · 𝐴) + ((1 − 0) · 𝐵)) = (0 + 𝐵))
383addid2d 10197 . . . . 5 (𝜑 → (0 + 𝐵) = 𝐵)
3937, 38eqtr2d 2656 . . . 4 (𝜑𝐵 = ((0 · 𝐴) + ((1 − 0) · 𝐵)))
40 chordthmlem5.ABequidistQ . . . 4 (𝜑 → (abs‘(𝐴𝑄)) = (abs‘(𝐵𝑄)))
412, 3, 1, 30, 31, 39, 40chordthmlem3 24495 . . 3 (𝜑 → ((abs‘(𝐵𝑄))↑2) = (((abs‘(𝑄 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2) + ((abs‘(𝐵 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2)))
422, 3, 1, 17, 31, 14, 40chordthmlem3 24495 . . 3 (𝜑 → ((abs‘(𝑃𝑄))↑2) = (((abs‘(𝑄 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2) + ((abs‘(𝑃 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2)))
4341, 42oveq12d 6633 . 2 (𝜑 → (((abs‘(𝐵𝑄))↑2) − ((abs‘(𝑃𝑄))↑2)) = ((((abs‘(𝑄 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2) + ((abs‘(𝐵 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2)) − (((abs‘(𝑄 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2) + ((abs‘(𝑃 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2))))
442, 3, 16, 31, 14chordthmlem4 24496 . 2 (𝜑 → ((abs‘(𝑃𝐴)) · (abs‘(𝑃𝐵))) = (((abs‘(𝐵 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2) − ((abs‘(𝑃 − ((𝐴 + 𝐵) / 2)))↑2)))
4529, 43, 443eqtr4rd 2666 1 (𝜑 → ((abs‘(𝑃𝐴)) · (abs‘(𝑃𝐵))) = (((abs‘(𝐵𝑄))↑2) − ((abs‘(𝑃𝑄))↑2)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4   = wceq 1480  wcel 1987  cfv 5857  (class class class)co 6615  cc 9894  cr 9895  0cc0 9896  1c1 9897   + caddc 9899   · cmul 9901  cmin 10226   / cdiv 10644  2c2 11030  [,]cicc 12136  cexp 12816  abscabs 13924
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4741  ax-sep 4751  ax-nul 4759  ax-pow 4813  ax-pr 4877  ax-un 6914  ax-inf2 8498  ax-cnex 9952  ax-resscn 9953  ax-1cn 9954  ax-icn 9955  ax-addcl 9956  ax-addrcl 9957  ax-mulcl 9958  ax-mulrcl 9959  ax-mulcom 9960  ax-addass 9961  ax-mulass 9962  ax-distr 9963  ax-i2m1 9964  ax-1ne0 9965  ax-1rid 9966  ax-rnegex 9967  ax-rrecex 9968  ax-cnre 9969  ax-pre-lttri 9970  ax-pre-lttrn 9971  ax-pre-ltadd 9972  ax-pre-mulgt0 9973  ax-pre-sup 9974  ax-addf 9975  ax-mulf 9976
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-fal 1486  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2913  df-rex 2914  df-reu 2915  df-rmo 2916  df-rab 2917  df-v 3192  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3898  df-if 4065  df-pw 4138  df-sn 4156  df-pr 4158  df-tp 4160  df-op 4162  df-uni 4410  df-int 4448  df-iun 4494  df-iin 4495  df-br 4624  df-opab 4684  df-mpt 4685  df-tr 4723  df-eprel 4995  df-id 4999  df-po 5005  df-so 5006  df-fr 5043  df-se 5044  df-we 5045  df-xp 5090  df-rel 5091  df-cnv 5092  df-co 5093  df-dm 5094  df-rn 5095  df-res 5096  df-ima 5097  df-pred 5649  df-ord 5695  df-on 5696  df-lim 5697  df-suc 5698  df-iota 5820  df-fun 5859  df-fn 5860  df-f 5861  df-f1 5862  df-fo 5863  df-f1o 5864  df-fv 5865  df-isom 5866  df-riota 6576  df-ov 6618  df-oprab 6619  df-mpt2 6620  df-of 6862  df-om 7028  df-1st 7128  df-2nd 7129  df-supp 7256  df-wrecs 7367  df-recs 7428  df-rdg 7466  df-1o 7520  df-2o 7521  df-oadd 7524  df-er 7702  df-map 7819  df-pm 7820  df-ixp 7869  df-en 7916  df-dom 7917  df-sdom 7918  df-fin 7919  df-fsupp 8236  df-fi 8277  df-sup 8308  df-inf 8309  df-oi 8375  df-card 8725  df-cda 8950  df-pnf 10036  df-mnf 10037  df-xr 10038  df-ltxr 10039  df-le 10040  df-sub 10228  df-neg 10229  df-div 10645  df-nn 10981  df-2 11039  df-3 11040  df-4 11041  df-5 11042  df-6 11043  df-7 11044  df-8 11045  df-9 11046  df-n0 11253  df-z 11338  df-dec 11454  df-uz 11648  df-q 11749  df-rp 11793  df-xneg 11906  df-xadd 11907  df-xmul 11908  df-ioo 12137  df-ioc 12138  df-ico 12139  df-icc 12140  df-fz 12285  df-fzo 12423  df-fl 12549  df-mod 12625  df-seq 12758  df-exp 12817  df-fac 13017  df-bc 13046  df-hash 13074  df-shft 13757  df-cj 13789  df-re 13790  df-im 13791  df-sqrt 13925  df-abs 13926  df-limsup 14152  df-clim 14169  df-rlim 14170  df-sum 14367  df-ef 14742  df-sin 14744  df-cos 14745  df-pi 14747  df-struct 15802  df-ndx 15803  df-slot 15804  df-base 15805  df-sets 15806  df-ress 15807  df-plusg 15894  df-mulr 15895  df-starv 15896  df-sca 15897  df-vsca 15898  df-ip 15899  df-tset 15900  df-ple 15901  df-ds 15904  df-unif 15905  df-hom 15906  df-cco 15907  df-rest 16023  df-topn 16024  df-0g 16042  df-gsum 16043  df-topgen 16044  df-pt 16045  df-prds 16048  df-xrs 16102  df-qtop 16107  df-imas 16108  df-xps 16110  df-mre 16186  df-mrc 16187  df-acs 16189  df-mgm 17182  df-sgrp 17224  df-mnd 17235  df-submnd 17276  df-mulg 17481  df-cntz 17690  df-cmn 18135  df-psmet 19678  df-xmet 19679  df-met 19680  df-bl 19681  df-mopn 19682  df-fbas 19683  df-fg 19684  df-cnfld 19687  df-top 20639  df-topon 20656  df-topsp 20677  df-bases 20690  df-cld 20763  df-ntr 20764  df-cls 20765  df-nei 20842  df-lp 20880  df-perf 20881  df-cn 20971  df-cnp 20972  df-haus 21059  df-tx 21305  df-hmeo 21498  df-fil 21590  df-fm 21682  df-flim 21683  df-flf 21684  df-xms 22065  df-ms 22066  df-tms 22067  df-cncf 22621  df-limc 23570  df-dv 23571  df-log 24241
This theorem is referenced by:  chordthm  24498  chordthmALT  38691
  Copyright terms: Public domain W3C validator