Theorem inlinecirc02preu 46134

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 46133	. . 3 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋𝐷 0 ) < 𝑅)) → (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)) ∈ (Pairsproper‘𝑃))
9		reueq 3672	. . 3 ⊢ ((( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)) ∈ (Pairsproper‘𝑃) ↔ ∃!𝑝 ∈ (Pairsproper‘𝑃)𝑝 = (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)))
10	8, 9	sylib 217	. 2 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋𝐷 0 ) < 𝑅)) → ∃!𝑝 ∈ (Pairsproper‘𝑃)𝑝 = (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)))
11	3	ovexi 7309	. . 3 ⊢ 𝑃 ∈ V
12		prprreueq 44972	. . 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 231	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 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1086   = wceq 1539   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2943  ∃!wreu 3066  Vcvv 3432   ∩ cin 3886  𝒫 cpw 4533  {csn 4561  {cpr 4563   class class class wbr 5074   × cxp 5587  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275   ↑_m cmap 8615  ℝcr 10870  0cc0 10871  1c1 10872   < clt 11009  2c2 12028  ℝ⁺crp 12730  ♯chash 14044  distcds 16971  ℝ^crrx 24547  Pairs_propercprpr 44964  Line_Mcline 46073  Spherecsph 46074

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  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 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-inf2 9399  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948  ax-pre-sup 10949  ax-addf 10950  ax-mulf 10951

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-tp 4566  df-op 4568  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-se 5545  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-isom 6442  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-of 7533  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-supp 7978  df-tpos 8042  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-2o 8298  df-oadd 8301  df-er 8498  df-map 8617  df-ixp 8686  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-fsupp 9129  df-sup 9201  df-oi 9269  df-dju 9659  df-card 9697  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-div 11633  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-4 12038  df-5 12039  df-6 12040  df-7 12041  df-8 12042  df-9 12043  df-n0 12234  df-z 12320  df-dec 12438  df-uz 12583  df-rp 12731  df-xneg 12848  df-xadd 12849  df-xmul 12850  df-ico 13085  df-icc 13086  df-fz 13240  df-fzo 13383  df-seq 13722  df-exp 13783  df-hash 14045  df-cj 14810  df-re 14811  df-im 14812  df-sqrt 14946  df-abs 14947  df-clim 15197  df-sum 15398  df-struct 16848  df-sets 16865  df-slot 16883  df-ndx 16895  df-base 16913  df-ress 16942  df-plusg 16975  df-mulr 16976  df-starv 16977  df-sca 16978  df-vsca 16979  df-ip 16980  df-tset 16981  df-ple 16982  df-ds 16984  df-unif 16985  df-hom 16986  df-cco 16987  df-0g 17152  df-gsum 17153  df-prds 17158  df-pws 17160  df-mgm 18326  df-sgrp 18375  df-mnd 18386  df-mhm 18430  df-grp 18580  df-minusg 18581  df-sbg 18582  df-subg 18752  df-ghm 18832  df-cntz 18923  df-cmn 19388  df-abl 19389  df-mgp 19721  df-ur 19738  df-ring 19785  df-cring 19786  df-oppr 19862  df-dvdsr 19883  df-unit 19884  df-invr 19914  df-dvr 19925  df-rnghom 19959  df-drng 19993  df-field 19994  df-subrg 20022  df-staf 20105  df-srng 20106  df-lmod 20125  df-lss 20194  df-sra 20434  df-rgmod 20435  df-xmet 20590  df-met 20591  df-cnfld 20598  df-refld 20810  df-dsmm 20939  df-frlm 20954  df-nm 23738  df-tng 23740  df-tcph 24333  df-rrx 24549  df-ehl 24550  df-prpr 44965  df-line 46075  df-sph 46076

This theorem is referenced by: (None)