Theorem inlinecirc02preu 45652

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 45651	. . 3 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋𝐷 0 ) < 𝑅)) → (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)) ∈ (Pairsproper‘𝑃))
9		reueq 3634	. . 3 ⊢ ((( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)) ∈ (Pairsproper‘𝑃) ↔ ∃!𝑝 ∈ (Pairsproper‘𝑃)𝑝 = (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)))
10	8, 9	sylib 221	. 2 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ (𝑋𝐷 0 ) < 𝑅)) → ∃!𝑝 ∈ (Pairsproper‘𝑃)𝑝 = (( 0 𝑆𝑅) ∩ (𝑋𝐿𝑌)))
11	3	ovexi 7198	. . 3 ⊢ 𝑃 ∈ V
12		prprreueq 44490	. . 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 235	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 209   ∧ wa 399   ∧ w3a 1088   = wceq 1542   ∈ wcel 2113   ≠ wne 2934  ∃!wreu 3055  Vcvv 3397   ∩ cin 3840  𝒫 cpw 4485  {csn 4513  {cpr 4515   class class class wbr 5027   × cxp 5517  ‘cfv 6333  (class class class)co 7164   ↑_m cmap 8430  ℝcr 10607  0cc0 10608  1c1 10609   < clt 10746  2c2 11764  ℝ⁺crp 12465  ♯chash 13775  distcds 16670  ℝ^crrx 24128  Pairs_propercprpr 44482  Line_Mcline 45591  Spherecsph 45592

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1916  ax-6 1974  ax-7 2019  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2144  ax-11 2161  ax-12 2178  ax-ext 2710  ax-rep 5151  ax-sep 5164  ax-nul 5171  ax-pow 5229  ax-pr 5293  ax-un 7473  ax-inf2 9170  ax-cnex 10664  ax-resscn 10665  ax-1cn 10666  ax-icn 10667  ax-addcl 10668  ax-addrcl 10669  ax-mulcl 10670  ax-mulrcl 10671  ax-mulcom 10672  ax-addass 10673  ax-mulass 10674  ax-distr 10675  ax-i2m1 10676  ax-1ne0 10677  ax-1rid 10678  ax-rnegex 10679  ax-rrecex 10680  ax-cnre 10681  ax-pre-lttri 10682  ax-pre-lttrn 10683  ax-pre-ltadd 10684  ax-pre-mulgt0 10685  ax-pre-sup 10686  ax-addf 10687  ax-mulf 10688

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2717  df-cleq 2730  df-clel 2811  df-nfc 2881  df-ne 2935  df-nel 3039  df-ral 3058  df-rex 3059  df-reu 3060  df-rmo 3061  df-rab 3062  df-v 3399  df-sbc 3680  df-csb 3789  df-dif 3844  df-un 3846  df-in 3848  df-ss 3858  df-pss 3860  df-nul 4210  df-if 4412  df-pw 4487  df-sn 4514  df-pr 4516  df-tp 4518  df-op 4520  df-uni 4794  df-int 4834  df-iun 4880  df-br 5028  df-opab 5090  df-mpt 5108  df-tr 5134  df-id 5425  df-eprel 5430  df-po 5438  df-so 5439  df-fr 5478  df-se 5479  df-we 5480  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-pred 6123  df-ord 6169  df-on 6170  df-lim 6171  df-suc 6172  df-iota 6291  df-fun 6335  df-fn 6336  df-f 6337  df-f1 6338  df-fo 6339  df-f1o 6340  df-fv 6341  df-isom 6342  df-riota 7121  df-ov 7167  df-oprab 7168  df-mpo 7169  df-of 7419  df-om 7594  df-1st 7707  df-2nd 7708  df-supp 7850  df-tpos 7914  df-wrecs 7969  df-recs 8030  df-rdg 8068  df-1o 8124  df-2o 8125  df-oadd 8128  df-er 8313  df-map 8432  df-ixp 8501  df-en 8549  df-dom 8550  df-sdom 8551  df-fin 8552  df-fsupp 8900  df-sup 8972  df-oi 9040  df-dju 9396  df-card 9434  df-pnf 10748  df-mnf 10749  df-xr 10750  df-ltxr 10751  df-le 10752  df-sub 10943  df-neg 10944  df-div 11369  df-nn 11710  df-2 11772  df-3 11773  df-4 11774  df-5 11775  df-6 11776  df-7 11777  df-8 11778  df-9 11779  df-n0 11970  df-z 12056  df-dec 12173  df-uz 12318  df-rp 12466  df-xneg 12583  df-xadd 12584  df-xmul 12585  df-ico 12820  df-icc 12821  df-fz 12975  df-fzo 13118  df-seq 13454  df-exp 13515  df-hash 13776  df-cj 14541  df-re 14542  df-im 14543  df-sqrt 14677  df-abs 14678  df-clim 14928  df-sum 15129  df-struct 16581  df-ndx 16582  df-slot 16583  df-base 16585  df-sets 16586  df-ress 16587  df-plusg 16674  df-mulr 16675  df-starv 16676  df-sca 16677  df-vsca 16678  df-ip 16679  df-tset 16680  df-ple 16681  df-ds 16683  df-unif 16684  df-hom 16685  df-cco 16686  df-0g 16811  df-gsum 16812  df-prds 16817  df-pws 16819  df-mgm 17961  df-sgrp 18010  df-mnd 18021  df-mhm 18065  df-grp 18215  df-minusg 18216  df-sbg 18217  df-subg 18387  df-ghm 18467  df-cntz 18558  df-cmn 19019  df-abl 19020  df-mgp 19352  df-ur 19364  df-ring 19411  df-cring 19412  df-oppr 19488  df-dvdsr 19506  df-unit 19507  df-invr 19537  df-dvr 19548  df-rnghom 19582  df-drng 19616  df-field 19617  df-subrg 19645  df-staf 19728  df-srng 19729  df-lmod 19748  df-lss 19816  df-sra 20056  df-rgmod 20057  df-xmet 20203  df-met 20204  df-cnfld 20211  df-refld 20414  df-dsmm 20541  df-frlm 20556  df-nm 23328  df-tng 23330  df-tcph 23914  df-rrx 24130  df-ehl 24131  df-prpr 44483  df-line 45593  df-sph 45594

This theorem is referenced by: (None)