Theorem inlinecirc02preu 48735

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 48734	. . 3 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋𝐷 0 ) < 𝑅)) → (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)) ∈ (Pairsproper‘𝑃))
9		reueq 3725	. . 3 ⊢ ((( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)) ∈ (Pairsproper‘𝑃) ↔ ∃!𝑝 ∈ (Pairsproper‘𝑃)𝑝 = (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)))
10	8, 9	sylib 218	. 2 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋𝐷 0 ) < 𝑅)) → ∃!𝑝 ∈ (Pairsproper‘𝑃)𝑝 = (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)))
11	3	ovexi 7444	. . 3 ⊢ 𝑃 ∈ V
12		prprreueq 47501	. . 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 232	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 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2109   ≠ wne 2933  ∃!wreu 3362  Vcvv 3464   ∩ cin 3930  𝒫 cpw 4580  {csn 4606  {cpr 4608   class class class wbr 5124   × cxp 5657  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410   ↑_m cmap 8845  ℝcr 11133  0cc0 11134  1c1 11135   < clt 11274  2c2 12300  ℝ⁺crp 13013  ♯chash 14353  distcds 17285  ℝ^crrx 25340  Pairs_propercprpr 47493  Line_Mcline 48674  Spherecsph 48675

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2708  ax-rep 5254  ax-sep 5271  ax-nul 5281  ax-pow 5340  ax-pr 5407  ax-un 7734  ax-inf2 9660  ax-cnex 11190  ax-resscn 11191  ax-1cn 11192  ax-icn 11193  ax-addcl 11194  ax-addrcl 11195  ax-mulcl 11196  ax-mulrcl 11197  ax-mulcom 11198  ax-addass 11199  ax-mulass 11200  ax-distr 11201  ax-i2m1 11202  ax-1ne0 11203  ax-1rid 11204  ax-rnegex 11205  ax-rrecex 11206  ax-cnre 11207  ax-pre-lttri 11208  ax-pre-lttrn 11209  ax-pre-ltadd 11210  ax-pre-mulgt0 11211  ax-pre-sup 11212  ax-addf 11213  ax-mulf 11214

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2810  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3062  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3421  df-v 3466  df-sbc 3771  df-csb 3880  df-dif 3934  df-un 3936  df-in 3938  df-ss 3948  df-pss 3951  df-nul 4314  df-if 4506  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-tp 4611  df-op 4613  df-uni 4889  df-int 4928  df-iun 4974  df-br 5125  df-opab 5187  df-mpt 5207  df-tr 5235  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6295  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-of 7676  df-om 7867  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-supp 8165  df-tpos 8230  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8485  df-2o 8486  df-oadd 8489  df-er 8724  df-map 8847  df-ixp 8917  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-fin 8968  df-fsupp 9379  df-sup 9459  df-oi 9529  df-dju 9920  df-card 9958  df-pnf 11276  df-mnf 11277  df-xr 11278  df-ltxr 11279  df-le 11280  df-sub 11473  df-neg 11474  df-div 11900  df-nn 12246  df-2 12308  df-3 12309  df-4 12310  df-5 12311  df-6 12312  df-7 12313  df-8 12314  df-9 12315  df-n0 12507  df-z 12594  df-dec 12714  df-uz 12858  df-rp 13014  df-xneg 13133  df-xadd 13134  df-xmul 13135  df-ico 13373  df-icc 13374  df-fz 13530  df-fzo 13677  df-seq 14025  df-exp 14085  df-hash 14354  df-cj 15123  df-re 15124  df-im 15125  df-sqrt 15259  df-abs 15260  df-clim 15509  df-sum 15708  df-struct 17171  df-sets 17188  df-slot 17206  df-ndx 17218  df-base 17234  df-ress 17257  df-plusg 17289  df-mulr 17290  df-starv 17291  df-sca 17292  df-vsca 17293  df-ip 17294  df-tset 17295  df-ple 17296  df-ds 17298  df-unif 17299  df-hom 17300  df-cco 17301  df-0g 17460  df-gsum 17461  df-prds 17466  df-pws 17468  df-mgm 18623  df-sgrp 18702  df-mnd 18718  df-mhm 18766  df-grp 18924  df-minusg 18925  df-sbg 18926  df-subg 19111  df-ghm 19201  df-cntz 19305  df-cmn 19768  df-abl 19769  df-mgp 20106  df-rng 20118  df-ur 20147  df-ring 20200  df-cring 20201  df-oppr 20302  df-dvdsr 20322  df-unit 20323  df-invr 20353  df-dvr 20366  df-rhm 20437  df-subrng 20511  df-subrg 20535  df-drng 20696  df-field 20697  df-staf 20804  df-srng 20805  df-lmod 20824  df-lss 20894  df-sra 21136  df-rgmod 21137  df-xmet 21313  df-met 21314  df-cnfld 21321  df-refld 21570  df-dsmm 21697  df-frlm 21712  df-nm 24526  df-tng 24528  df-tcph 25126  df-rrx 25342  df-ehl 25343  df-prpr 47494  df-line 48676  df-sph 48677

This theorem is referenced by: (None)