Users' Mathboxes Mathbox for BJ < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  bj-bary1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem bj-bary1 34727
Description: Barycentric coordinates in one dimension (complex line). In the statement, 𝑋 is the barycenter of the two points 𝐴, 𝐵 with respective normalized coefficients 𝑆, 𝑇. (Contributed by BJ, 6-Jun-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
bj-bary1.a (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
bj-bary1.b (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
bj-bary1.x (𝜑𝑋 ∈ ℂ)
bj-bary1.neq (𝜑𝐴𝐵)
bj-bary1.s (𝜑𝑆 ∈ ℂ)
bj-bary1.t (𝜑𝑇 ∈ ℂ)
Assertion
Ref Expression
bj-bary1 (𝜑 → ((𝑋 = ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵)) ∧ (𝑆 + 𝑇) = 1) ↔ (𝑆 = ((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) ∧ 𝑇 = ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴)))))

Proof of Theorem bj-bary1
StepHypRef Expression
1 bj-bary1.s . . . . . . . . 9 (𝜑𝑆 ∈ ℂ)
2 bj-bary1.a . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
31, 2mulcld 10654 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑆 · 𝐴) ∈ ℂ)
4 bj-bary1.t . . . . . . . . 9 (𝜑𝑇 ∈ ℂ)
5 bj-bary1.b . . . . . . . . 9 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
64, 5mulcld 10654 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑇 · 𝐵) ∈ ℂ)
73, 6addcomd 10835 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵)) = ((𝑇 · 𝐵) + (𝑆 · 𝐴)))
87eqeq2d 2812 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋 = ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵)) ↔ 𝑋 = ((𝑇 · 𝐵) + (𝑆 · 𝐴))))
98biimpd 232 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋 = ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵)) → 𝑋 = ((𝑇 · 𝐵) + (𝑆 · 𝐴))))
101, 4addcomd 10835 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑆 + 𝑇) = (𝑇 + 𝑆))
1110eqeq1d 2803 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑆 + 𝑇) = 1 ↔ (𝑇 + 𝑆) = 1))
1211biimpd 232 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑆 + 𝑇) = 1 → (𝑇 + 𝑆) = 1))
13 bj-bary1.x . . . . . 6 (𝜑𝑋 ∈ ℂ)
14 bj-bary1.neq . . . . . . 7 (𝜑𝐴𝐵)
1514necomd 3045 . . . . . 6 (𝜑𝐵𝐴)
165, 2, 13, 15, 4, 1bj-bary1lem1 34726 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑋 = ((𝑇 · 𝐵) + (𝑆 · 𝐴)) ∧ (𝑇 + 𝑆) = 1) → 𝑆 = ((𝑋𝐵) / (𝐴𝐵))))
179, 12, 16syl2and 610 . . . 4 (𝜑 → ((𝑋 = ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵)) ∧ (𝑆 + 𝑇) = 1) → 𝑆 = ((𝑋𝐵) / (𝐴𝐵))))
1813, 5, 2, 5, 14div2subd 11459 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑋𝐵) / (𝐴𝐵)) = ((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)))
1918eqeq2d 2812 . . . 4 (𝜑 → (𝑆 = ((𝑋𝐵) / (𝐴𝐵)) ↔ 𝑆 = ((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴))))
2017, 19sylibd 242 . . 3 (𝜑 → ((𝑋 = ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵)) ∧ (𝑆 + 𝑇) = 1) → 𝑆 = ((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴))))
212, 5, 13, 14, 1, 4bj-bary1lem1 34726 . . 3 (𝜑 → ((𝑋 = ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵)) ∧ (𝑆 + 𝑇) = 1) → 𝑇 = ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴))))
2220, 21jcad 516 . 2 (𝜑 → ((𝑋 = ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵)) ∧ (𝑆 + 𝑇) = 1) → (𝑆 = ((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) ∧ 𝑇 = ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴)))))
232, 5, 13, 14bj-bary1lem 34725 . . . 4 (𝜑𝑋 = ((((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) · 𝐴) + (((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴)) · 𝐵)))
24 oveq1 7146 . . . . . 6 (𝑆 = ((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) → (𝑆 · 𝐴) = (((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) · 𝐴))
25 oveq1 7146 . . . . . 6 (𝑇 = ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴)) → (𝑇 · 𝐵) = (((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴)) · 𝐵))
2624, 25oveqan12d 7158 . . . . 5 ((𝑆 = ((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) ∧ 𝑇 = ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴))) → ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵)) = ((((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) · 𝐴) + (((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴)) · 𝐵)))
2726a1i 11 . . . 4 (𝜑 → ((𝑆 = ((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) ∧ 𝑇 = ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴))) → ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵)) = ((((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) · 𝐴) + (((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴)) · 𝐵))))
28 eqtr3 2823 . . . 4 ((𝑋 = ((((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) · 𝐴) + (((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴)) · 𝐵)) ∧ ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵)) = ((((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) · 𝐴) + (((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴)) · 𝐵))) → 𝑋 = ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵)))
2923, 27, 28syl6an 683 . . 3 (𝜑 → ((𝑆 = ((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) ∧ 𝑇 = ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴))) → 𝑋 = ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵))))
30 oveq12 7148 . . . 4 ((𝑆 = ((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) ∧ 𝑇 = ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴))) → (𝑆 + 𝑇) = (((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) + ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴))))
315, 13subcld 10990 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐵𝑋) ∈ ℂ)
3213, 2subcld 10990 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑋𝐴) ∈ ℂ)
335, 2subcld 10990 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐵𝐴) ∈ ℂ)
345, 2, 15subne0d 10999 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐵𝐴) ≠ 0)
3531, 32, 33, 34divdird 11447 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝐵𝑋) + (𝑋𝐴)) / (𝐵𝐴)) = (((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) + ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴))))
365, 13, 2npncand 11014 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐵𝑋) + (𝑋𝐴)) = (𝐵𝐴))
3733, 34, 36diveq1bd 11457 . . . . . 6 (𝜑 → (((𝐵𝑋) + (𝑋𝐴)) / (𝐵𝐴)) = 1)
3835, 37eqtr3d 2838 . . . . 5 (𝜑 → (((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) + ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴))) = 1)
3938eqeq2d 2812 . . . 4 (𝜑 → ((𝑆 + 𝑇) = (((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) + ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴))) ↔ (𝑆 + 𝑇) = 1))
4030, 39syl5ib 247 . . 3 (𝜑 → ((𝑆 = ((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) ∧ 𝑇 = ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴))) → (𝑆 + 𝑇) = 1))
4129, 40jcad 516 . 2 (𝜑 → ((𝑆 = ((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) ∧ 𝑇 = ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴))) → (𝑋 = ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵)) ∧ (𝑆 + 𝑇) = 1)))
4222, 41impbid 215 1 (𝜑 → ((𝑋 = ((𝑆 · 𝐴) + (𝑇 · 𝐵)) ∧ (𝑆 + 𝑇) = 1) ↔ (𝑆 = ((𝐵𝑋) / (𝐵𝐴)) ∧ 𝑇 = ((𝑋𝐴) / (𝐵𝐴)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399   = wceq 1538  wcel 2112  wne 2990  (class class class)co 7139  cc 10528  1c1 10531   + caddc 10533   · cmul 10535  cmin 10863   / cdiv 11290
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2773  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7445  ax-resscn 10587  ax-1cn 10588  ax-icn 10589  ax-addcl 10590  ax-addrcl 10591  ax-mulcl 10592  ax-mulrcl 10593  ax-mulcom 10594  ax-addass 10595  ax-mulass 10596  ax-distr 10597  ax-i2m1 10598  ax-1ne0 10599  ax-1rid 10600  ax-rnegex 10601  ax-rrecex 10602  ax-cnre 10603  ax-pre-lttri 10604  ax-pre-lttrn 10605  ax-pre-ltadd 10606  ax-pre-mulgt0 10607
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2601  df-eu 2632  df-clab 2780  df-cleq 2794  df-clel 2873  df-nfc 2941  df-ne 2991  df-nel 3095  df-ral 3114  df-rex 3115  df-reu 3116  df-rmo 3117  df-rab 3118  df-v 3446  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3887  df-un 3889  df-in 3891  df-ss 3901  df-nul 4247  df-if 4429  df-pw 4502  df-sn 4529  df-pr 4531  df-op 4535  df-uni 4804  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-id 5428  df-po 5442  df-so 5443  df-xp 5529  df-rel 5530  df-cnv 5531  df-co 5532  df-dm 5533  df-rn 5534  df-res 5535  df-ima 5536  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-riota 7097  df-ov 7142  df-oprab 7143  df-mpo 7144  df-er 8276  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-pnf 10670  df-mnf 10671  df-xr 10672  df-ltxr 10673  df-le 10674  df-sub 10865  df-neg 10866  df-div 11291
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator