MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  chordthmlem2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem chordthmlem2 26335
Description: If M is the midpoint of AB, AQ = BQ, and P is on the line AB, then QMP is a right angle. This is proven by reduction to the special case chordthmlem 26334, where P = B, and using angrtmuld 26310 to observe that QMP is right iff QMB is. (Contributed by David Moews, 28-Feb-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
chordthmlem2.angdef ๐น = (๐‘ฅ โˆˆ (โ„‚ โˆ– {0}), ๐‘ฆ โˆˆ (โ„‚ โˆ– {0}) โ†ฆ (โ„‘โ€˜(logโ€˜(๐‘ฆ / ๐‘ฅ))))
chordthmlem2.A (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)
chordthmlem2.B (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)
chordthmlem2.Q (๐œ‘ โ†’ ๐‘„ โˆˆ โ„‚)
chordthmlem2.X (๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„)
chordthmlem2.M (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ = ((๐ด + ๐ต) / 2))
chordthmlem2.P (๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ = ((๐‘‹ ยท ๐ด) + ((1 โˆ’ ๐‘‹) ยท ๐ต)))
chordthmlem2.ABequidistQ (๐œ‘ โ†’ (absโ€˜(๐ด โˆ’ ๐‘„)) = (absโ€˜(๐ต โˆ’ ๐‘„)))
chordthmlem2.PneM (๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ โ‰  ๐‘€)
chordthmlem2.QneM (๐œ‘ โ†’ ๐‘„ โ‰  ๐‘€)
Assertion
Ref Expression
chordthmlem2 (๐œ‘ โ†’ ((๐‘„ โˆ’ ๐‘€)๐น(๐‘ƒ โˆ’ ๐‘€)) โˆˆ {(ฯ€ / 2), -(ฯ€ / 2)})
Distinct variable groups:   ๐‘ฅ,๐‘ฆ,๐‘„   ๐‘ฅ,๐‘ƒ,๐‘ฆ   ๐‘ฅ,๐‘€,๐‘ฆ   ๐‘ฅ,๐ต,๐‘ฆ   ๐‘ฅ,๐ด,๐‘ฆ
Allowed substitution hints:   ๐œ‘(๐‘ฅ,๐‘ฆ)   ๐น(๐‘ฅ,๐‘ฆ)   ๐‘‹(๐‘ฅ,๐‘ฆ)

Proof of Theorem chordthmlem2
StepHypRef Expression
1 chordthmlem2.angdef . . 3 ๐น = (๐‘ฅ โˆˆ (โ„‚ โˆ– {0}), ๐‘ฆ โˆˆ (โ„‚ โˆ– {0}) โ†ฆ (โ„‘โ€˜(logโ€˜(๐‘ฆ / ๐‘ฅ))))
2 chordthmlem2.A . . 3 (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)
3 chordthmlem2.B . . 3 (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚)
4 chordthmlem2.Q . . 3 (๐œ‘ โ†’ ๐‘„ โˆˆ โ„‚)
5 chordthmlem2.M . . 3 (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ = ((๐ด + ๐ต) / 2))
6 chordthmlem2.ABequidistQ . . 3 (๐œ‘ โ†’ (absโ€˜(๐ด โˆ’ ๐‘„)) = (absโ€˜(๐ต โˆ’ ๐‘„)))
7 2re 12285 . . . . . . . . . 10 2 โˆˆ โ„
87a1i 11 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ 2 โˆˆ โ„)
9 2ne0 12315 . . . . . . . . . 10 2 โ‰  0
109a1i 11 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ 2 โ‰  0)
118, 10rereccld 12040 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (1 / 2) โˆˆ โ„)
12 chordthmlem2.X . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„)
1311, 12resubcld 11641 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ((1 / 2) โˆ’ ๐‘‹) โˆˆ โ„)
1413recnd 11241 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ((1 / 2) โˆ’ ๐‘‹) โˆˆ โ„‚)
153, 2subcld 11570 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (๐ต โˆ’ ๐ด) โˆˆ โ„‚)
1611recnd 11241 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ (1 / 2) โˆˆ โ„‚)
1712recnd 11241 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ โ„‚)
1816, 17, 15subdird 11670 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (((1 / 2) โˆ’ ๐‘‹) ยท (๐ต โˆ’ ๐ด)) = (((1 / 2) ยท (๐ต โˆ’ ๐ด)) โˆ’ (๐‘‹ ยท (๐ต โˆ’ ๐ด))))
19 2cnd 12289 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐œ‘ โ†’ 2 โˆˆ โ„‚)
203, 19, 10divcan4d 11995 . . . . . . . . . . . . 13 (๐œ‘ โ†’ ((๐ต ยท 2) / 2) = ๐ต)
213times2d 12455 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐œ‘ โ†’ (๐ต ยท 2) = (๐ต + ๐ต))
2221oveq1d 7423 . . . . . . . . . . . . 13 (๐œ‘ โ†’ ((๐ต ยท 2) / 2) = ((๐ต + ๐ต) / 2))
2320, 22eqtr3d 2774 . . . . . . . . . . . 12 (๐œ‘ โ†’ ๐ต = ((๐ต + ๐ต) / 2))
2423, 5oveq12d 7426 . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ (๐ต โˆ’ ๐‘€) = (((๐ต + ๐ต) / 2) โˆ’ ((๐ด + ๐ต) / 2)))
253, 3addcld 11232 . . . . . . . . . . . 12 (๐œ‘ โ†’ (๐ต + ๐ต) โˆˆ โ„‚)
262, 3addcld 11232 . . . . . . . . . . . 12 (๐œ‘ โ†’ (๐ด + ๐ต) โˆˆ โ„‚)
2725, 26, 19, 10divsubdird 12028 . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ (((๐ต + ๐ต) โˆ’ (๐ด + ๐ต)) / 2) = (((๐ต + ๐ต) / 2) โˆ’ ((๐ด + ๐ต) / 2)))
283, 2, 3pnpcan2d 11608 . . . . . . . . . . . 12 (๐œ‘ โ†’ ((๐ต + ๐ต) โˆ’ (๐ด + ๐ต)) = (๐ต โˆ’ ๐ด))
2928oveq1d 7423 . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ (((๐ต + ๐ต) โˆ’ (๐ด + ๐ต)) / 2) = ((๐ต โˆ’ ๐ด) / 2))
3024, 27, 293eqtr2d 2778 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ (๐ต โˆ’ ๐‘€) = ((๐ต โˆ’ ๐ด) / 2))
3115, 19, 10divrec2d 11993 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ ((๐ต โˆ’ ๐ด) / 2) = ((1 / 2) ยท (๐ต โˆ’ ๐ด)))
3230, 31eqtrd 2772 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ (๐ต โˆ’ ๐‘€) = ((1 / 2) ยท (๐ต โˆ’ ๐ด)))
33 chordthmlem2.P . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ = ((๐‘‹ ยท ๐ด) + ((1 โˆ’ ๐‘‹) ยท ๐ต)))
3417, 2mulcld 11233 . . . . . . . . . . . . 13 (๐œ‘ โ†’ (๐‘‹ ยท ๐ด) โˆˆ โ„‚)
35 1cnd 11208 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ โ„‚)
3635, 17subcld 11570 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐œ‘ โ†’ (1 โˆ’ ๐‘‹) โˆˆ โ„‚)
3736, 3mulcld 11233 . . . . . . . . . . . . 13 (๐œ‘ โ†’ ((1 โˆ’ ๐‘‹) ยท ๐ต) โˆˆ โ„‚)
3834, 37addcld 11232 . . . . . . . . . . . 12 (๐œ‘ โ†’ ((๐‘‹ ยท ๐ด) + ((1 โˆ’ ๐‘‹) ยท ๐ต)) โˆˆ โ„‚)
3933, 38eqeltrd 2833 . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„‚)
402, 39, 3, 17affineequiv 26325 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ (๐‘ƒ = ((๐‘‹ ยท ๐ด) + ((1 โˆ’ ๐‘‹) ยท ๐ต)) โ†” (๐ต โˆ’ ๐‘ƒ) = (๐‘‹ ยท (๐ต โˆ’ ๐ด))))
4133, 40mpbid 231 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ (๐ต โˆ’ ๐‘ƒ) = (๐‘‹ ยท (๐ต โˆ’ ๐ด)))
4232, 41oveq12d 7426 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ((๐ต โˆ’ ๐‘€) โˆ’ (๐ต โˆ’ ๐‘ƒ)) = (((1 / 2) ยท (๐ต โˆ’ ๐ด)) โˆ’ (๐‘‹ ยท (๐ต โˆ’ ๐ด))))
4326halfcld 12456 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ ((๐ด + ๐ต) / 2) โˆˆ โ„‚)
445, 43eqeltrd 2833 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„‚)
453, 44, 39nnncan1d 11604 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ((๐ต โˆ’ ๐‘€) โˆ’ (๐ต โˆ’ ๐‘ƒ)) = (๐‘ƒ โˆ’ ๐‘€))
4618, 42, 453eqtr2rd 2779 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (๐‘ƒ โˆ’ ๐‘€) = (((1 / 2) โˆ’ ๐‘‹) ยท (๐ต โˆ’ ๐ด)))
47 chordthmlem2.PneM . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ โ‰  ๐‘€)
4839, 44, 47subne0d 11579 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (๐‘ƒ โˆ’ ๐‘€) โ‰  0)
4946, 48eqnetrrd 3009 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (((1 / 2) โˆ’ ๐‘‹) ยท (๐ต โˆ’ ๐ด)) โ‰  0)
5014, 15, 49mulne0bbd 11869 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (๐ต โˆ’ ๐ด) โ‰  0)
513, 2, 50subne0ad 11581 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐ต โ‰  ๐ด)
5251necomd 2996 . . 3 (๐œ‘ โ†’ ๐ด โ‰  ๐ต)
53 chordthmlem2.QneM . . 3 (๐œ‘ โ†’ ๐‘„ โ‰  ๐‘€)
541, 2, 3, 4, 5, 6, 52, 53chordthmlem 26334 . 2 (๐œ‘ โ†’ ((๐‘„ โˆ’ ๐‘€)๐น(๐ต โˆ’ ๐‘€)) โˆˆ {(ฯ€ / 2), -(ฯ€ / 2)})
554, 44subcld 11570 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (๐‘„ โˆ’ ๐‘€) โˆˆ โ„‚)
5639, 44subcld 11570 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (๐‘ƒ โˆ’ ๐‘€) โˆˆ โ„‚)
573, 44subcld 11570 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (๐ต โˆ’ ๐‘€) โˆˆ โ„‚)
584, 44, 53subne0d 11579 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (๐‘„ โˆ’ ๐‘€) โ‰  0)
5919, 10recne0d 11983 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (1 / 2) โ‰  0)
6016, 15, 59, 50mulne0d 11865 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ((1 / 2) ยท (๐ต โˆ’ ๐ด)) โ‰  0)
6132, 60eqnetrd 3008 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (๐ต โˆ’ ๐‘€) โ‰  0)
6232, 46oveq12d 7426 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ((๐ต โˆ’ ๐‘€) / (๐‘ƒ โˆ’ ๐‘€)) = (((1 / 2) ยท (๐ต โˆ’ ๐ด)) / (((1 / 2) โˆ’ ๐‘‹) ยท (๐ต โˆ’ ๐ด))))
6314, 15, 49mulne0bad 11868 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ((1 / 2) โˆ’ ๐‘‹) โ‰  0)
6416, 14, 15, 63, 50divcan5rd 12016 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (((1 / 2) ยท (๐ต โˆ’ ๐ด)) / (((1 / 2) โˆ’ ๐‘‹) ยท (๐ต โˆ’ ๐ด))) = ((1 / 2) / ((1 / 2) โˆ’ ๐‘‹)))
6562, 64eqtrd 2772 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ((๐ต โˆ’ ๐‘€) / (๐‘ƒ โˆ’ ๐‘€)) = ((1 / 2) / ((1 / 2) โˆ’ ๐‘‹)))
6611, 13, 63redivcld 12041 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ((1 / 2) / ((1 / 2) โˆ’ ๐‘‹)) โˆˆ โ„)
6765, 66eqeltrd 2833 . . 3 (๐œ‘ โ†’ ((๐ต โˆ’ ๐‘€) / (๐‘ƒ โˆ’ ๐‘€)) โˆˆ โ„)
681, 55, 56, 57, 58, 48, 61, 67angrtmuld 26310 . 2 (๐œ‘ โ†’ (((๐‘„ โˆ’ ๐‘€)๐น(๐‘ƒ โˆ’ ๐‘€)) โˆˆ {(ฯ€ / 2), -(ฯ€ / 2)} โ†” ((๐‘„ โˆ’ ๐‘€)๐น(๐ต โˆ’ ๐‘€)) โˆˆ {(ฯ€ / 2), -(ฯ€ / 2)}))
6954, 68mpbird 256 1 (๐œ‘ โ†’ ((๐‘„ โˆ’ ๐‘€)๐น(๐‘ƒ โˆ’ ๐‘€)) โˆˆ {(ฯ€ / 2), -(ฯ€ / 2)})
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106   โ‰  wne 2940   โˆ– cdif 3945  {csn 4628  {cpr 4630  โ€˜cfv 6543  (class class class)co 7408   โˆˆ cmpo 7410  โ„‚cc 11107  โ„cr 11108  0cc0 11109  1c1 11110   + caddc 11112   ยท cmul 11114   โˆ’ cmin 11443  -cneg 11444   / cdiv 11870  2c2 12266  โ„‘cim 15044  abscabs 15180  ฯ€cpi 16009  logclog 26062
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-inf2 9635  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-pre-sup 11187  ax-addf 11188  ax-mulf 11189
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7669  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-supp 8146  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-2o 8466  df-er 8702  df-map 8821  df-pm 8822  df-ixp 8891  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-fsupp 9361  df-fi 9405  df-sup 9436  df-inf 9437  df-oi 9504  df-card 9933  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11871  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-4 12276  df-5 12277  df-6 12278  df-7 12279  df-8 12280  df-9 12281  df-n0 12472  df-z 12558  df-dec 12677  df-uz 12822  df-q 12932  df-rp 12974  df-xneg 13091  df-xadd 13092  df-xmul 13093  df-ioo 13327  df-ioc 13328  df-ico 13329  df-icc 13330  df-fz 13484  df-fzo 13627  df-fl 13756  df-mod 13834  df-seq 13966  df-exp 14027  df-fac 14233  df-bc 14262  df-hash 14290  df-shft 15013  df-cj 15045  df-re 15046  df-im 15047  df-sqrt 15181  df-abs 15182  df-limsup 15414  df-clim 15431  df-rlim 15432  df-sum 15632  df-ef 16010  df-sin 16012  df-cos 16013  df-pi 16015  df-struct 17079  df-sets 17096  df-slot 17114  df-ndx 17126  df-base 17144  df-ress 17173  df-plusg 17209  df-mulr 17210  df-starv 17211  df-sca 17212  df-vsca 17213  df-ip 17214  df-tset 17215  df-ple 17216  df-ds 17218  df-unif 17219  df-hom 17220  df-cco 17221  df-rest 17367  df-topn 17368  df-0g 17386  df-gsum 17387  df-topgen 17388  df-pt 17389  df-prds 17392  df-xrs 17447  df-qtop 17452  df-imas 17453  df-xps 17455  df-mre 17529  df-mrc 17530  df-acs 17532  df-mgm 18560  df-sgrp 18609  df-mnd 18625  df-submnd 18671  df-mulg 18950  df-cntz 19180  df-cmn 19649  df-psmet 20935  df-xmet 20936  df-met 20937  df-bl 20938  df-mopn 20939  df-fbas 20940  df-fg 20941  df-cnfld 20944  df-top 22395  df-topon 22412  df-topsp 22434  df-bases 22448  df-cld 22522  df-ntr 22523  df-cls 22524  df-nei 22601  df-lp 22639  df-perf 22640  df-cn 22730  df-cnp 22731  df-haus 22818  df-tx 23065  df-hmeo 23258  df-fil 23349  df-fm 23441  df-flim 23442  df-flf 23443  df-xms 23825  df-ms 23826  df-tms 23827  df-cncf 24393  df-limc 25382  df-dv 25383  df-log 26064
This theorem is referenced by:  chordthmlem3  26336
  Copyright terms: Public domain W3C validator