Theorem itsclinecirc0 49404

Description: The intersection points of a line through two different points 𝑌 and 𝑍 and a circle around the origin, using the definition of a line in a two dimensional Euclidean space. (Contributed by AV, 25-Feb-2023.) (Proof shortened by AV, 16-May-2023.)

Hypotheses

Ref	Expression
itsclc0.i	⊢ 𝐼 = {1, 2}
itsclc0.e	⊢ 𝐸 = (ℝ^‘𝐼)
itsclc0.p	⊢ 𝑃 = (ℝ ↑m 𝐼)
itsclc0.s	⊢ 𝑆 = (Sphere‘𝐸)
itsclc0.0	⊢ 0 = (𝐼 × {0})
itsclc0.q	⊢ 𝑄 = ((𝐴↑2) + (𝐵↑2))
itsclc0.d	⊢ 𝐷 = (((𝑅↑2) · 𝑄) − (𝐶↑2))
itsclinecirc0.l	⊢ 𝐿 = (LineM‘𝐸)
itsclinecirc0.a	⊢ 𝐴 = ((𝑌‘2) − (𝑍‘2))
itsclinecirc0.b	⊢ 𝐵 = ((𝑍‘1) − (𝑌‘1))
itsclinecirc0.c	⊢ 𝐶 = (((𝑌‘2) · (𝑍‘1)) − ((𝑌‘1) · (𝑍‘2)))

Assertion

Ref	Expression
itsclinecirc0	⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑍)) → (((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) − (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)) ∨ ((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)))))

Proof of Theorem itsclinecirc0

Dummy variable 𝑝 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		itsclc0.i	. . . . . 6 ⊢ 𝐼 = {1, 2}
2		itsclc0.e	. . . . . 6 ⊢ 𝐸 = (ℝ^‘𝐼)
3		itsclc0.p	. . . . . 6 ⊢ 𝑃 = (ℝ ↑m 𝐼)
4		itsclinecirc0.l	. . . . . 6 ⊢ 𝐿 = (LineM‘𝐸)
5		itsclinecirc0.a	. . . . . 6 ⊢ 𝐴 = ((𝑌‘2) − (𝑍‘2))
6		itsclinecirc0.b	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = ((𝑍‘1) − (𝑌‘1))
7		itsclinecirc0.c	. . . . . 6 ⊢ 𝐶 = (((𝑌‘2) · (𝑍‘1)) − ((𝑌‘1) · (𝑍‘2)))
8	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7	rrx2linest2 49375	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝑌𝐿𝑍) = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶})
9	8	adantr 485	. . . 4 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → (𝑌𝐿𝑍) = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶})
10	9	eleq2d 2851	. . 3 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → (𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑍) ↔ 𝑋 ∈ {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶}))
11	10	anbi2d 641	. 2 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑍)) ↔ (𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶})))
12	1, 3	rrx2pyel 49343	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌 ∈ 𝑃 → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
13	12	3ad2ant1 1149	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
14	1, 3	rrx2pyel 49343	. . . . . . 7 ⊢ (𝑍 ∈ 𝑃 → (𝑍‘2) ∈ ℝ)
15	14	3ad2ant2 1150	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝑍‘2) ∈ ℝ)
16	13, 15	resubcld 11630	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → ((𝑌‘2) − (𝑍‘2)) ∈ ℝ)
17	5, 16	eqeltrid 2869	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℝ)
18	17	adantr 485	. . 3 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → 𝐴 ∈ ℝ)
19	1, 3	rrx2pxel 49342	. . . . . . 7 ⊢ (𝑍 ∈ 𝑃 → (𝑍‘1) ∈ ℝ)
20	19	3ad2ant2 1150	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝑍‘1) ∈ ℝ)
21	1, 3	rrx2pxel 49342	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌 ∈ 𝑃 → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
22	21	3ad2ant1 1149	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
23	20, 22	resubcld 11630	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → ((𝑍‘1) − (𝑌‘1)) ∈ ℝ)
24	6, 23	eqeltrid 2869	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
25	24	adantr 485	. . 3 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → 𝐵 ∈ ℝ)
26	13, 20	remulcld 11227	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → ((𝑌‘2) · (𝑍‘1)) ∈ ℝ)
27	22, 15	remulcld 11227	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → ((𝑌‘1) · (𝑍‘2)) ∈ ℝ)
28	26, 27	resubcld 11630	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (((𝑌‘2) · (𝑍‘1)) − ((𝑌‘1) · (𝑍‘2))) ∈ ℝ)
29	7, 28	eqeltrid 2869	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → 𝐶 ∈ ℝ)
30	29	adantr 485	. . 3 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → 𝐶 ∈ ℝ)
31	1, 3, 6, 5	rrx2pnedifcoorneorr 49348	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝐵 ≠ 0 ∨ 𝐴 ≠ 0))
32	31	orcomd 884	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝐴 ≠ 0 ∨ 𝐵 ≠ 0))
33	32	adantr 485	. . 3 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → (𝐴 ≠ 0 ∨ 𝐵 ≠ 0))
34		simpr 489	. . 3 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷))
35		itsclc0.s	. . . 4 ⊢ 𝑆 = (Sphere‘𝐸)
36		itsclc0.0	. . . 4 ⊢ 0 = (𝐼 × {0})
37		itsclc0.q	. . . 4 ⊢ 𝑄 = ((𝐴↑2) + (𝐵↑2))
38		itsclc0.d	. . . 4 ⊢ 𝐷 = (((𝑅↑2) · 𝑄) − (𝐶↑2))
39		eqid 2765	. . . 4 ⊢ {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶} = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶}
40	1, 2, 3, 35, 36, 37, 38, 39	itsclc0 49402	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝐴 ≠ 0 ∨ 𝐵 ≠ 0) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶}) → (((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) − (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)) ∨ ((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)))))
41	18, 25, 30, 33, 34, 40	syl311anc 1407	. 2 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶}) → (((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) − (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)) ∨ ((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)))))
42	11, 41	sylbid 243	1 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑍)) → (((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) − (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)) ∨ ((𝑋‘1) = (((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘2) = (((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   ∨ wo 860   ∧ w3a 1101   = wceq 1563   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2960  {crab 3417  {csn 4585  {cpr 4587   class class class wbr 5105   × cxp 5650  ‘cfv 6525  (class class class)co 7400   ↑_m cmap 8812  ℝcr 11087  0cc0 11088  1c1 11089   + caddc 11091   · cmul 11093   ≤ cle 11232   − cmin 11429   / cdiv 11859  2c2 12286  ℝ⁺crp 13007  ↑cexp 14088  √csqrt 15274  ℝ^crrx 25503  Line_Mcline 49358  Spherecsph 49359

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1818  ax-4 1832  ax-5 1933  ax-6 1990  ax-7 2031  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2737  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5327  ax-pr 5395  ax-un 7722  ax-inf2 9598  ax-cnex 11144  ax-resscn 11145  ax-1cn 11146  ax-icn 11147  ax-addcl 11148  ax-addrcl 11149  ax-mulcl 11150  ax-mulrcl 11151  ax-mulcom 11152  ax-addass 11153  ax-mulass 11154  ax-distr 11155  ax-i2m1 11156  ax-1ne0 11157  ax-1rid 11158  ax-rnegex 11159  ax-rrecex 11160  ax-cnre 11161  ax-pre-lttri 11162  ax-pre-lttrn 11163  ax-pre-ltadd 11164  ax-pre-mulgt0 11165  ax-pre-sup 11166  ax-addf 11167  ax-mulf 11168

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1566  df-fal 1576  df-ex 1803  df-nf 1807  df-sb 2094  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3418  df-v 3459  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3910  df-un 3912  df-in 3914  df-ss 3924  df-pss 3927  df-nul 4289  df-if 4484  df-pw 4560  df-sn 4586  df-pr 4588  df-tp 4590  df-op 4592  df-uni 4869  df-int 4909  df-iun 4954  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5547  df-eprel 5552  df-po 5560  df-so 5561  df-fr 5605  df-se 5606  df-we 5607  df-xp 5658  df-rel 5659  df-cnv 5660  df-co 5661  df-dm 5662  df-rn 5663  df-res 5664  df-ima 5665  df-pred 6292  df-ord 6353  df-on 6354  df-lim 6355  df-suc 6356  df-iota 6481  df-fun 6527  df-fn 6528  df-f 6529  df-f1 6530  df-fo 6531  df-f1o 6532  df-fv 6533  df-isom 6534  df-riota 7357  df-ov 7403  df-oprab 7404  df-mpo 7405  df-of 7664  df-om 7851  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-supp 8145  df-tpos 8210  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8346  df-rdg 8385  df-1o 8441  df-2o 8442  df-er 8682  df-map 8814  df-ixp 8884  df-en 8932  df-dom 8933  df-sdom 8934  df-fin 8935  df-fsupp 9310  df-sup 9390  df-oi 9460  df-card 9913  df-pnf 11233  df-mnf 11234  df-xr 11235  df-ltxr 11236  df-le 11237  df-sub 11431  df-neg 11432  df-div 11860  df-nn 12225  df-2 12294  df-3 12295  df-4 12296  df-5 12297  df-6 12298  df-7 12299  df-8 12300  df-9 12301  df-n0 12496  df-z 12583  df-dec 12703  df-uz 12854  df-rp 13008  df-xneg 13128  df-xadd 13129  df-xmul 13130  df-ico 13369  df-icc 13370  df-fz 13527  df-fzo 13674  df-seq 14029  df-exp 14089  df-hash 14358  df-cj 15140  df-re 15141  df-im 15142  df-sqrt 15276  df-abs 15277  df-clim 15529  df-sum 15728  df-struct 17197  df-sets 17214  df-slot 17232  df-ndx 17244  df-base 17260  df-ress 17281  df-plusg 17313  df-mulr 17314  df-starv 17315  df-sca 17316  df-vsca 17317  df-ip 17318  df-tset 17319  df-ple 17320  df-ds 17322  df-unif 17323  df-hom 17324  df-cco 17325  df-0g 17484  df-gsum 17485  df-prds 17490  df-pws 17492  df-mgm 18688  df-sgrp 18767  df-mnd 18783  df-mhm 18831  df-grp 18993  df-minusg 18994  df-sbg 18995  df-subg 19180  df-ghm 19275  df-cntz 19378  df-cmn 19843  df-abl 19844  df-mgp 20208  df-rng 20222  df-ur 20255  df-ring 20308  df-cring 20309  df-oppr 20410  df-dvdsr 20430  df-unit 20431  df-invr 20461  df-dvr 20474  df-rhm 20545  df-subrng 20622  df-subrg 20646  df-drng 20806  df-field 20807  df-staf 20911  df-srng 20912  df-lmod 20952  df-lss 21022  df-sra 21263  df-rgmod 21264  df-xmet 21475  df-met 21476  df-cnfld 21483  df-refld 21715  df-dsmm 21842  df-frlm 21857  df-nm 24700  df-tng 24702  df-tcph 25289  df-rrx 25505  df-ehl 25506  df-line 49360  df-sph 49361

This theorem is referenced by: (None)