Theorem inlinecirc02preu 44256

Description: Intersection of a line with a circle: A line passing through a point within a circle around the origin intersects the circle at exactly two different points, expressed with restricted uniqueness (and without the definition of proper pairs). (Contributed by AV, 16-May-2023.)

Hypotheses

Ref	Expression
inlinecirc02p.i	⊢ 𝐼 = {1, 2}
inlinecirc02p.e	⊢ 𝐸 = (ℝ^‘𝐼)
inlinecirc02p.p	⊢ 𝑃 = (ℝ ↑𝑚 𝐼)
inlinecirc02p.s	⊢ 𝑆 = (Sphere‘𝐸)
inlinecirc02p.0	⊢ 0 = (𝐼 × {0})
inlinecirc02p.l	⊢ 𝐿 = (LineM‘𝐸)
inlinecirc02p.d	⊢ 𝐷 = (dist‘𝐸)

Assertion

Ref	Expression
inlinecirc02preu	⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋𝐷 0 ) < 𝑅)) → ∃!𝑝 ∈ 𝒫 𝑃((♯‘𝑝) = 2 ∧ 𝑝 = (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌))))

Distinct variable groups:   𝐿,𝑝   𝑃,𝑝   𝑅,𝑝   𝑆,𝑝   𝑋,𝑝   𝑌,𝑝   0 ,𝑝

Allowed substitution hints:   𝐷(𝑝)   𝐸(𝑝)   𝐼(𝑝)

Proof of Theorem inlinecirc02preu

Step	Hyp	Ref	Expression
1		inlinecirc02p.i	. . . 4 ⊢ 𝐼 = {1, 2}
2		inlinecirc02p.e	. . . 4 ⊢ 𝐸 = (ℝ^‘𝐼)
3		inlinecirc02p.p	. . . 4 ⊢ 𝑃 = (ℝ ↑𝑚 𝐼)
4		inlinecirc02p.s	. . . 4 ⊢ 𝑆 = (Sphere‘𝐸)
5		inlinecirc02p.0	. . . 4 ⊢ 0 = (𝐼 × {0})
6		inlinecirc02p.l	. . . 4 ⊢ 𝐿 = (LineM‘𝐸)
7		inlinecirc02p.d	. . . 4 ⊢ 𝐷 = (dist‘𝐸)
8	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7	inlinecirc02p 44255	. . 3 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋𝐷 0 ) < 𝑅)) → (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)) ∈ (Pairsproper‘𝑃))
9		reueq 3662	. . 3 ⊢ ((( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)) ∈ (Pairsproper‘𝑃) ↔ ∃!𝑝 ∈ (Pairsproper‘𝑃)𝑝 = (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)))
10	8, 9	sylib 219	. 2 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋𝐷 0 ) < 𝑅)) → ∃!𝑝 ∈ (Pairsproper‘𝑃)𝑝 = (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)))
11	3	ovexi 7049	. . 3 ⊢ 𝑃 ∈ V
12		prprreueq 43164	. . 3 ⊢ (𝑃 ∈ V → (∃!𝑝 ∈ (Pairsproper‘𝑃)𝑝 = (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)) ↔ ∃!𝑝 ∈ 𝒫 𝑃((♯‘𝑝) = 2 ∧ 𝑝 = (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)))))
13	11, 12	mp1i 13	. 2 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋𝐷 0 ) < 𝑅)) → (∃!𝑝 ∈ (Pairsproper‘𝑃)𝑝 = (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)) ↔ ∃!𝑝 ∈ 𝒫 𝑃((♯‘𝑝) = 2 ∧ 𝑝 = (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)))))
14	10, 13	mpbid 233	1 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋𝐷 0 ) < 𝑅)) → ∃!𝑝 ∈ 𝒫 𝑃((♯‘𝑝) = 2 ∧ 𝑝 = (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 207   ∧ wa 396   ∧ w3a 1080   = wceq 1522   ∈ wcel 2081   ≠ wne 2984  ∃!wreu 3107  Vcvv 3437   ∩ cin 3858  𝒫 cpw 4453  {csn 4472  {cpr 4474   class class class wbr 4962   × cxp 5441  ‘cfv 6225  (class class class)co 7016   ↑_𝑚 cmap 8256  ℝcr 10382  0cc0 10383  1c1 10384   < clt 10521  2c2 11540  ℝ⁺crp 12239  ♯chash 13540  distcds 16403  ℝ^crrx 23669  Pairs_propercprpr 43156  Line_Mcline 44195  Spherecsph 44196

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1777  ax-4 1791  ax-5 1888  ax-6 1947  ax-7 1992  ax-8 2083  ax-9 2091  ax-10 2112  ax-11 2126  ax-12 2141  ax-13 2344  ax-ext 2769  ax-rep 5081  ax-sep 5094  ax-nul 5101  ax-pow 5157  ax-pr 5221  ax-un 7319  ax-inf2 8950  ax-cnex 10439  ax-resscn 10440  ax-1cn 10441  ax-icn 10442  ax-addcl 10443  ax-addrcl 10444  ax-mulcl 10445  ax-mulrcl 10446  ax-mulcom 10447  ax-addass 10448  ax-mulass 10449  ax-distr 10450  ax-i2m1 10451  ax-1ne0 10452  ax-1rid 10453  ax-rnegex 10454  ax-rrecex 10455  ax-cnre 10456  ax-pre-lttri 10457  ax-pre-lttrn 10458  ax-pre-ltadd 10459  ax-pre-mulgt0 10460  ax-pre-sup 10461  ax-addf 10462  ax-mulf 10463

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 843  df-3or 1081  df-3an 1082  df-tru 1525  df-fal 1535  df-ex 1762  df-nf 1766  df-sb 2043  df-mo 2576  df-eu 2612  df-clab 2776  df-cleq 2788  df-clel 2863  df-nfc 2935  df-ne 2985  df-nel 3091  df-ral 3110  df-rex 3111  df-reu 3112  df-rmo 3113  df-rab 3114  df-v 3439  df-sbc 3707  df-csb 3812  df-dif 3862  df-un 3864  df-in 3866  df-ss 3874  df-pss 3876  df-nul 4212  df-if 4382  df-pw 4455  df-sn 4473  df-pr 4475  df-tp 4477  df-op 4479  df-uni 4746  df-int 4783  df-iun 4827  df-br 4963  df-opab 5025  df-mpt 5042  df-tr 5064  df-id 5348  df-eprel 5353  df-po 5362  df-so 5363  df-fr 5402  df-se 5403  df-we 5404  df-xp 5449  df-rel 5450  df-cnv 5451  df-co 5452  df-dm 5453  df-rn 5454  df-res 5455  df-ima 5456  df-pred 6023  df-ord 6069  df-on 6070  df-lim 6071  df-suc 6072  df-iota 6189  df-fun 6227  df-fn 6228  df-f 6229  df-f1 6230  df-fo 6231  df-f1o 6232  df-fv 6233  df-isom 6234  df-riota 6977  df-ov 7019  df-oprab 7020  df-mpo 7021  df-of 7267  df-om 7437  df-1st 7545  df-2nd 7546  df-supp 7682  df-tpos 7743  df-wrecs 7798  df-recs 7860  df-rdg 7898  df-1o 7953  df-2o 7954  df-oadd 7957  df-er 8139  df-map 8258  df-ixp 8311  df-en 8358  df-dom 8359  df-sdom 8360  df-fin 8361  df-fsupp 8680  df-sup 8752  df-oi 8820  df-dju 9176  df-card 9214  df-pnf 10523  df-mnf 10524  df-xr 10525  df-ltxr 10526  df-le 10527  df-sub 10719  df-neg 10720  df-div 11146  df-nn 11487  df-2 11548  df-3 11549  df-4 11550  df-5 11551  df-6 11552  df-7 11553  df-8 11554  df-9 11555  df-n0 11746  df-z 11830  df-dec 11948  df-uz 12094  df-rp 12240  df-xneg 12357  df-xadd 12358  df-xmul 12359  df-ico 12594  df-icc 12595  df-fz 12743  df-fzo 12884  df-seq 13220  df-exp 13280  df-hash 13541  df-cj 14292  df-re 14293  df-im 14294  df-sqrt 14428  df-abs 14429  df-clim 14679  df-sum 14877  df-struct 16314  df-ndx 16315  df-slot 16316  df-base 16318  df-sets 16319  df-ress 16320  df-plusg 16407  df-mulr 16408  df-starv 16409  df-sca 16410  df-vsca 16411  df-ip 16412  df-tset 16413  df-ple 16414  df-ds 16416  df-unif 16417  df-hom 16418  df-cco 16419  df-0g 16544  df-gsum 16545  df-prds 16550  df-pws 16552  df-mgm 17681  df-sgrp 17723  df-mnd 17734  df-mhm 17774  df-grp 17864  df-minusg 17865  df-sbg 17866  df-subg 18030  df-ghm 18097  df-cntz 18188  df-cmn 18635  df-abl 18636  df-mgp 18930  df-ur 18942  df-ring 18989  df-cring 18990  df-oppr 19063  df-dvdsr 19081  df-unit 19082  df-invr 19112  df-dvr 19123  df-rnghom 19157  df-drng 19194  df-field 19195  df-subrg 19223  df-staf 19306  df-srng 19307  df-lmod 19326  df-lss 19394  df-sra 19634  df-rgmod 19635  df-xmet 20220  df-met 20221  df-cnfld 20228  df-refld 20431  df-dsmm 20558  df-frlm 20573  df-nm 22875  df-tng 22877  df-tcph 23456  df-rrx 23671  df-ehl 23672  df-prpr 43157  df-line 44197  df-sph 44198

This theorem is referenced by: (None)