Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  itsclinecirc0 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem itsclinecirc0 44809
Description: The intersection points of a line through two different points 𝑌 and 𝑍 and a circle around the origin, using the definition of a line in a two dimensional Euclidean space. (Contributed by AV, 25-Feb-2023.) (Proof shortened by AV, 16-May-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
itsclc0.i 𝐼 = {1, 2}
itsclc0.e 𝐸 = (ℝ^‘𝐼)
itsclc0.p 𝑃 = (ℝ ↑m 𝐼)
itsclc0.s 𝑆 = (Sphere‘𝐸)
itsclc0.0 0 = (𝐼 × {0})
itsclc0.q 𝑄 = ((𝐴↑2) + (𝐵↑2))
itsclc0.d 𝐷 = (((𝑅↑2) · 𝑄) − (𝐶↑2))
itsclinecirc0.l 𝐿 = (LineM𝐸)
itsclinecirc0.a 𝐴 = ((𝑌‘2) − (𝑍‘2))
itsclinecirc0.b 𝐵 = ((𝑍‘1) − (𝑌‘1))
itsclinecirc0.c 𝐶 = (((𝑌‘2) · (𝑍‘1)) − ((𝑌‘1) · (𝑍‘2)))
Assertion
Ref Expression
itsclinecirc0 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑍)) → (((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) − (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)) ∨ ((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)))))

Proof of Theorem itsclinecirc0
Dummy variable 𝑝 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 itsclc0.i . . . . . 6 𝐼 = {1, 2}
2 itsclc0.e . . . . . 6 𝐸 = (ℝ^‘𝐼)
3 itsclc0.p . . . . . 6 𝑃 = (ℝ ↑m 𝐼)
4 itsclinecirc0.l . . . . . 6 𝐿 = (LineM𝐸)
5 itsclinecirc0.a . . . . . 6 𝐴 = ((𝑌‘2) − (𝑍‘2))
6 itsclinecirc0.b . . . . . 6 𝐵 = ((𝑍‘1) − (𝑌‘1))
7 itsclinecirc0.c . . . . . 6 𝐶 = (((𝑌‘2) · (𝑍‘1)) − ((𝑌‘1) · (𝑍‘2)))
81, 2, 3, 4, 5, 6, 7rrx2linest2 44780 . . . . 5 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (𝑌𝐿𝑍) = {𝑝𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶})
98adantr 483 . . . 4 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → (𝑌𝐿𝑍) = {𝑝𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶})
109eleq2d 2898 . . 3 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → (𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑍) ↔ 𝑋 ∈ {𝑝𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶}))
1110anbi2d 630 . 2 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑍)) ↔ (𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ {𝑝𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶})))
121, 3rrx2pyel 44748 . . . . . . 7 (𝑌𝑃 → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
13123ad2ant1 1129 . . . . . 6 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
141, 3rrx2pyel 44748 . . . . . . 7 (𝑍𝑃 → (𝑍‘2) ∈ ℝ)
15143ad2ant2 1130 . . . . . 6 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (𝑍‘2) ∈ ℝ)
1613, 15resubcld 11068 . . . . 5 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → ((𝑌‘2) − (𝑍‘2)) ∈ ℝ)
175, 16eqeltrid 2917 . . . 4 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → 𝐴 ∈ ℝ)
1817adantr 483 . . 3 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → 𝐴 ∈ ℝ)
191, 3rrx2pxel 44747 . . . . . . 7 (𝑍𝑃 → (𝑍‘1) ∈ ℝ)
20193ad2ant2 1130 . . . . . 6 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (𝑍‘1) ∈ ℝ)
211, 3rrx2pxel 44747 . . . . . . 7 (𝑌𝑃 → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
22213ad2ant1 1129 . . . . . 6 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
2320, 22resubcld 11068 . . . . 5 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → ((𝑍‘1) − (𝑌‘1)) ∈ ℝ)
246, 23eqeltrid 2917 . . . 4 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
2524adantr 483 . . 3 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → 𝐵 ∈ ℝ)
2613, 20remulcld 10671 . . . . . 6 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → ((𝑌‘2) · (𝑍‘1)) ∈ ℝ)
2722, 15remulcld 10671 . . . . . 6 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → ((𝑌‘1) · (𝑍‘2)) ∈ ℝ)
2826, 27resubcld 11068 . . . . 5 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (((𝑌‘2) · (𝑍‘1)) − ((𝑌‘1) · (𝑍‘2))) ∈ ℝ)
297, 28eqeltrid 2917 . . . 4 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → 𝐶 ∈ ℝ)
3029adantr 483 . . 3 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → 𝐶 ∈ ℝ)
311, 3, 6, 5rrx2pnedifcoorneorr 44753 . . . . 5 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (𝐵 ≠ 0 ∨ 𝐴 ≠ 0))
3231orcomd 867 . . . 4 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (𝐴 ≠ 0 ∨ 𝐵 ≠ 0))
3332adantr 483 . . 3 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → (𝐴 ≠ 0 ∨ 𝐵 ≠ 0))
34 simpr 487 . . 3 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷))
35 itsclc0.s . . . 4 𝑆 = (Sphere‘𝐸)
36 itsclc0.0 . . . 4 0 = (𝐼 × {0})
37 itsclc0.q . . . 4 𝑄 = ((𝐴↑2) + (𝐵↑2))
38 itsclc0.d . . . 4 𝐷 = (((𝑅↑2) · 𝑄) − (𝐶↑2))
39 eqid 2821 . . . 4 {𝑝𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶} = {𝑝𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶}
401, 2, 3, 35, 36, 37, 38, 39itsclc0 44807 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝐴 ≠ 0 ∨ 𝐵 ≠ 0) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ {𝑝𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶}) → (((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) − (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)) ∨ ((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)))))
4118, 25, 30, 33, 34, 40syl311anc 1380 . 2 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ {𝑝𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶}) → (((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) − (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)) ∨ ((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)))))
4211, 41sylbid 242 1 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑍)) → (((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) − (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)) ∨ ((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 398  wo 843  w3a 1083   = wceq 1537  wcel 2114  wne 3016  {crab 3142  {csn 4567  {cpr 4569   class class class wbr 5066   × cxp 5553  cfv 6355  (class class class)co 7156  m cmap 8406  cr 10536  0cc0 10537  1c1 10538   + caddc 10540   · cmul 10542  cle 10676  cmin 10870   / cdiv 11297  2c2 11693  +crp 12390  cexp 13430  csqrt 14592  ℝ^crrx 23986  LineMcline 44763  Spherecsph 44764
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2793  ax-rep 5190  ax-sep 5203  ax-nul 5210  ax-pow 5266  ax-pr 5330  ax-un 7461  ax-inf2 9104  ax-cnex 10593  ax-resscn 10594  ax-1cn 10595  ax-icn 10596  ax-addcl 10597  ax-addrcl 10598  ax-mulcl 10599  ax-mulrcl 10600  ax-mulcom 10601  ax-addass 10602  ax-mulass 10603  ax-distr 10604  ax-i2m1 10605  ax-1ne0 10606  ax-1rid 10607  ax-rnegex 10608  ax-rrecex 10609  ax-cnre 10610  ax-pre-lttri 10611  ax-pre-lttrn 10612  ax-pre-ltadd 10613  ax-pre-mulgt0 10614  ax-pre-sup 10615  ax-addf 10616  ax-mulf 10617
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4839  df-int 4877  df-iun 4921  df-br 5067  df-opab 5129  df-mpt 5147  df-tr 5173  df-id 5460  df-eprel 5465  df-po 5474  df-so 5475  df-fr 5514  df-se 5515  df-we 5516  df-xp 5561  df-rel 5562  df-cnv 5563  df-co 5564  df-dm 5565  df-rn 5566  df-res 5567  df-ima 5568  df-pred 6148  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6314  df-fun 6357  df-fn 6358  df-f 6359  df-f1 6360  df-fo 6361  df-f1o 6362  df-fv 6363  df-isom 6364  df-riota 7114  df-ov 7159  df-oprab 7160  df-mpo 7161  df-of 7409  df-om 7581  df-1st 7689  df-2nd 7690  df-supp 7831  df-tpos 7892  df-wrecs 7947  df-recs 8008  df-rdg 8046  df-1o 8102  df-oadd 8106  df-er 8289  df-map 8408  df-ixp 8462  df-en 8510  df-dom 8511  df-sdom 8512  df-fin 8513  df-fsupp 8834  df-sup 8906  df-oi 8974  df-card 9368  df-pnf 10677  df-mnf 10678  df-xr 10679  df-ltxr 10680  df-le 10681  df-sub 10872  df-neg 10873  df-div 11298  df-nn 11639  df-2 11701  df-3 11702  df-4 11703  df-5 11704  df-6 11705  df-7 11706  df-8 11707  df-9 11708  df-n0 11899  df-z 11983  df-dec 12100  df-uz 12245  df-rp 12391  df-xneg 12508  df-xadd 12509  df-xmul 12510  df-ico 12745  df-icc 12746  df-fz 12894  df-fzo 13035  df-seq 13371  df-exp 13431  df-hash 13692  df-cj 14458  df-re 14459  df-im 14460  df-sqrt 14594  df-abs 14595  df-clim 14845  df-sum 15043  df-struct 16485  df-ndx 16486  df-slot 16487  df-base 16489  df-sets 16490  df-ress 16491  df-plusg 16578  df-mulr 16579  df-starv 16580  df-sca 16581  df-vsca 16582  df-ip 16583  df-tset 16584  df-ple 16585  df-ds 16587  df-unif 16588  df-hom 16589  df-cco 16590  df-0g 16715  df-gsum 16716  df-prds 16721  df-pws 16723  df-mgm 17852  df-sgrp 17901  df-mnd 17912  df-mhm 17956  df-grp 18106  df-minusg 18107  df-sbg 18108  df-subg 18276  df-ghm 18356  df-cntz 18447  df-cmn 18908  df-abl 18909  df-mgp 19240  df-ur 19252  df-ring 19299  df-cring 19300  df-oppr 19373  df-dvdsr 19391  df-unit 19392  df-invr 19422  df-dvr 19433  df-rnghom 19467  df-drng 19504  df-field 19505  df-subrg 19533  df-staf 19616  df-srng 19617  df-lmod 19636  df-lss 19704  df-sra 19944  df-rgmod 19945  df-xmet 20538  df-met 20539  df-cnfld 20546  df-refld 20749  df-dsmm 20876  df-frlm 20891  df-nm 23192  df-tng 23194  df-tcph 23773  df-rrx 23988  df-ehl 23989  df-line 44765  df-sph 44766
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator