Theorem itsclinecirc0 50088

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 = (0..^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‘1) − (𝑍‘1))
itsclinecirc0.b	⊢ 𝐵 = ((𝑍‘0) − (𝑌‘0))
itsclinecirc0.c	⊢ 𝐶 = (((𝑌‘1) · (𝑍‘0)) − ((𝑌‘0) · (𝑍‘1)))

Assertion

Ref	Expression
itsclinecirc0	⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑍)) → (((𝑋‘0) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘1) = (((𝐵 · 𝐶) − (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)) ∨ ((𝑋‘0) = (((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘1) = (((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 = (0..^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‘1) − (𝑍‘1))
6		itsclinecirc0.b	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = ((𝑍‘0) − (𝑌‘0))
7		itsclinecirc0.c	. . . . . 6 ⊢ 𝐶 = (((𝑌‘1) · (𝑍‘0)) − ((𝑌‘0) · (𝑍‘1)))
8	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7	rrx2linest2 50059	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝑌𝐿𝑍) = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘0)) + (𝐵 · (𝑝‘1))) = 𝐶})
9	8	adantr 486	. . . 4 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → (𝑌𝐿𝑍) = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘0)) + (𝐵 · (𝑝‘1))) = 𝐶})
10	9	eleq2d 2850	. . 3 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → (𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑍) ↔ 𝑋 ∈ {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘0)) + (𝐵 · (𝑝‘1))) = 𝐶}))
11	10	anbi2d 642	. 2 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑍)) ↔ (𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘0)) + (𝐵 · (𝑝‘1))) = 𝐶})))
12	1, 3	rrx2pyel 50027	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌 ∈ 𝑃 → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
13	12	3ad2ant1 1151	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
14	1, 3	rrx2pyel 50027	. . . . . . 7 ⊢ (𝑍 ∈ 𝑃 → (𝑍‘1) ∈ ℝ)
15	14	3ad2ant2 1152	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝑍‘1) ∈ ℝ)
16	13, 15	resubcld 11768	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → ((𝑌‘1) − (𝑍‘1)) ∈ ℝ)
17	5, 16	eqeltrid 2868	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → 𝐴 ∈ ℝ)
18	17	adantr 486	. . 3 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → 𝐴 ∈ ℝ)
19	1, 3	rrx2pxel 50026	. . . . . . 7 ⊢ (𝑍 ∈ 𝑃 → (𝑍‘0) ∈ ℝ)
20	19	3ad2ant2 1152	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝑍‘0) ∈ ℝ)
21	1, 3	rrx2pxel 50026	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌 ∈ 𝑃 → (𝑌‘0) ∈ ℝ)
22	21	3ad2ant1 1151	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝑌‘0) ∈ ℝ)
23	20, 22	resubcld 11768	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → ((𝑍‘0) − (𝑌‘0)) ∈ ℝ)
24	6, 23	eqeltrid 2868	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
25	24	adantr 486	. . 3 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → 𝐵 ∈ ℝ)
26	13, 20	remulcld 11363	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → ((𝑌‘1) · (𝑍‘0)) ∈ ℝ)
27	22, 15	remulcld 11363	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → ((𝑌‘0) · (𝑍‘1)) ∈ ℝ)
28	26, 27	resubcld 11768	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (((𝑌‘1) · (𝑍‘0)) − ((𝑌‘0) · (𝑍‘1))) ∈ ℝ)
29	7, 28	eqeltrid 2868	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → 𝐶 ∈ ℝ)
30	29	adantr 486	. . 3 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → 𝐶 ∈ ℝ)
31	1, 3, 6, 5	rrx2pnedifcoorneorr 50033	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝐵 ≠ 0 ∨ 𝐴 ≠ 0))
32	31	orcomd 885	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝐴 ≠ 0 ∨ 𝐵 ≠ 0))
33	32	adantr 486	. . 3 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → (𝐴 ≠ 0 ∨ 𝐵 ≠ 0))
34		simpr 490	. . 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 2763	. . . 4 ⊢ {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘0)) + (𝐵 · (𝑝‘1))) = 𝐶} = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘0)) + (𝐵 · (𝑝‘1))) = 𝐶}
40	1, 2, 3, 35, 36, 37, 38, 39	itsclc0 50086	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝐴 ≠ 0 ∨ 𝐵 ≠ 0) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘0)) + (𝐵 · (𝑝‘1))) = 𝐶}) → (((𝑋‘0) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘1) = (((𝐵 · 𝐶) − (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)) ∨ ((𝑋‘0) = (((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘1) = (((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)))))
41	18, 25, 30, 33, 34, 40	syl311anc 1412	. 2 ⊢ (((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘0)) + (𝐵 · (𝑝‘1))) = 𝐶}) → (((𝑋‘0) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘1) = (((𝐵 · 𝐶) − (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)) ∨ ((𝑋‘0) = (((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘1) = (((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‘0) = (((𝐴 · 𝐶) + (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘1) = (((𝐵 · 𝐶) − (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)) ∨ ((𝑋‘0) = (((𝐴 · 𝐶) − (𝐵 · (√‘𝐷))) / 𝑄) ∧ (𝑋‘1) = (((𝐵 · 𝐶) + (𝐴 · (√‘𝐷))) / 𝑄)))))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∨ wo 861   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  {crab 3416  {csn 4588   class class class wbr 5106   × cxp 5653  ‘cfv 6555  (class class class)co 7440   ↑_m cmap 8872  ℝcr 11223  0cc0 11224  1c1 11225   + caddc 11227   · cmul 11229   ≤ cle 11368   − cmin 11565   / cdiv 11997  2c2 12421  ℝ⁺crp 13144  ..^cfzo 13812  ↑cexp 14228  √csqrt 15426  ℝ^crrx 25731  Line_Mcline 50043  Spherecsph 50044

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-inf2 9666  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301  ax-pre-sup 11302  ax-addf 11303  ax-mulf 11304

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-isom 6564  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-of 7714  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-supp 8202  df-tpos 8268  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-1o 8501  df-2o 8502  df-er 8742  df-map 8874  df-ixp 8951  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-fin 9002  df-fsupp 9379  df-sup 9458  df-oi 9528  df-card 10044  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-div 11998  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-4 12431  df-5 12432  df-6 12433  df-7 12434  df-8 12435  df-9 12436  df-n0 12631  df-z 12718  df-dec 12839  df-uz 12990  df-rp 13145  df-xneg 13265  df-xadd 13266  df-xmul 13267  df-ico 13506  df-icc 13507  df-fz 13664  df-fzo 13813  df-seq 14169  df-exp 14229  df-hash 14499  df-cj 15292  df-re 15293  df-im 15294  df-sqrt 15428  df-abs 15429  df-clim 15681  df-sum 15880  df-struct 17351  df-sets 17368  df-slot 17386  df-ndx 17398  df-base 17414  df-ress 17435  df-plusg 17467  df-mulr 17468  df-starv 17469  df-sca 17470  df-vsca 17471  df-ip 17472  df-tset 17473  df-ple 17474  df-ds 17476  df-unif 17477  df-hom 17478  df-cco 17479  df-0g 17638  df-gsum 17639  df-prds 17644  df-pws 17646  df-mgm 18842  df-sgrp 18934  df-mnd 18950  df-mhm 19004  df-grp 19173  df-minusg 19174  df-sbg 19175  df-subg 19359  df-ghm 19454  df-cntz 19558  df-cmn 20023  df-abl 20024  df-mgp 20388  df-rng 20402  df-ur 20435  df-ring 20488  df-cring 20489  df-oppr 20594  df-dvdsr 20614  df-unit 20615  df-invr 20645  df-dvr 20658  df-rhm 20729  df-subrng 20825  df-subrg 20849  df-drng 21009  df-field 21010  df-staf 21123  df-srng 21124  df-lmod 21164  df-lss 21234  df-sra 21475  df-rgmod 21476  df-xmet 21698  df-met 21699  df-cnfld 21706  df-refld 21938  df-dsmm 22065  df-frlm 22080  df-nm 24928  df-tng 24930  df-tcph 25517  df-rrx 25733  df-ehl 25734  df-line 50045  df-sph 50046

This theorem is used by: (None)