Theorem itsclinecirc0 49581

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 49552	. . . . 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 2848	. . 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 49520	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌 ∈ 𝑃 → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
13	12	3ad2ant1 1150	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
14	1, 3	rrx2pyel 49520	. . . . . . 7 ⊢ (𝑍 ∈ 𝑃 → (𝑍‘2) ∈ ℝ)
15	14	3ad2ant2 1151	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝑍‘2) ∈ ℝ)
16	13, 15	resubcld 11648	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → ((𝑌‘2) − (𝑍‘2)) ∈ ℝ)
17	5, 16	eqeltrid 2866	. . . 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 49519	. . . . . . 7 ⊢ (𝑍 ∈ 𝑃 → (𝑍‘1) ∈ ℝ)
20	19	3ad2ant2 1151	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝑍‘1) ∈ ℝ)
21	1, 3	rrx2pxel 49519	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌 ∈ 𝑃 → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
22	21	3ad2ant1 1150	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
23	20, 22	resubcld 11648	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → ((𝑍‘1) − (𝑌‘1)) ∈ ℝ)
24	6, 23	eqeltrid 2866	. . . 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 11245	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → ((𝑌‘2) · (𝑍‘1)) ∈ ℝ)
27	22, 15	remulcld 11245	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → ((𝑌‘1) · (𝑍‘2)) ∈ ℝ)
28	26, 27	resubcld 11648	. . . . 5 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑍 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ≠ 𝑍) → (((𝑌‘2) · (𝑍‘1)) − ((𝑌‘1) · (𝑍‘2))) ∈ ℝ)
29	7, 28	eqeltrid 2866	. . . 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 49525	. . . . 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 2762	. . . 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 49579	. . 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 1410	. 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)))))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 400   ∨ wo 860   ∧ w3a 1102   = wceq 1569   ∈ wcel 2142   ≠ wne 2957  {crab 3415  {csn 4588  {cpr 4590   class class class wbr 5108   × cxp 5658  ‘cfv 6536  (class class class)co 7412   ↑_m cmap 8822  ℝcr 11105  0cc0 11106  1c1 11107   + caddc 11109   · cmul 11111   ≤ cle 11250   − cmin 11447   / cdiv 11877  2c2 12301  ℝ⁺crp 13022  ↑cexp 14104  √csqrt 15291  ℝ^crrx 25553  Line_Mcline 49535  Spherecsph 49536

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5237  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5335  ax-pr 5403  ax-un 7734  ax-inf2 9608  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184  ax-addf 11185  ax-mulf 11186

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1103  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-nf 1813  df-sb 2096  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4595  df-uni 4872  df-int 4912  df-iun 4957  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5555  df-eprel 5560  df-po 5568  df-so 5569  df-fr 5613  df-se 5614  df-we 5615  df-xp 5666  df-rel 5667  df-cnv 5668  df-co 5669  df-dm 5670  df-rn 5671  df-res 5672  df-ima 5673  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  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 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7676  df-om 7861  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-supp 8155  df-tpos 8220  df-frecs 8276  df-wrecs 8307  df-recs 8356  df-rdg 8395  df-1o 8451  df-2o 8452  df-er 8692  df-map 8824  df-ixp 8894  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fsupp 9320  df-sup 9400  df-oi 9470  df-card 9932  df-pnf 11251  df-mnf 11252  df-xr 11253  df-ltxr 11254  df-le 11255  df-sub 11449  df-neg 11450  df-div 11878  df-nn 12240  df-2 12309  df-3 12310  df-4 12311  df-5 12312  df-6 12313  df-7 12314  df-8 12315  df-9 12316  df-n0 12511  df-z 12598  df-dec 12718  df-uz 12869  df-rp 13023  df-xneg 13143  df-xadd 13144  df-xmul 13145  df-ico 13384  df-icc 13385  df-fz 13542  df-fzo 13690  df-seq 14045  df-exp 14105  df-hash 14374  df-cj 15157  df-re 15158  df-im 15159  df-sqrt 15293  df-abs 15294  df-clim 15546  df-sum 15745  df-struct 17213  df-sets 17230  df-slot 17248  df-ndx 17260  df-base 17276  df-ress 17297  df-plusg 17329  df-mulr 17330  df-starv 17331  df-sca 17332  df-vsca 17333  df-ip 17334  df-tset 17335  df-ple 17336  df-ds 17338  df-unif 17339  df-hom 17340  df-cco 17341  df-0g 17500  df-gsum 17501  df-prds 17506  df-pws 17508  df-mgm 18704  df-sgrp 18783  df-mnd 18799  df-mhm 18847  df-grp 19009  df-minusg 19010  df-sbg 19011  df-subg 19195  df-ghm 19290  df-cntz 19393  df-cmn 19858  df-abl 19859  df-mgp 20223  df-rng 20237  df-ur 20270  df-ring 20323  df-cring 20324  df-oppr 20426  df-dvdsr 20446  df-unit 20447  df-invr 20477  df-dvr 20490  df-rhm 20561  df-subrng 20656  df-subrg 20680  df-drng 20840  df-field 20841  df-staf 20953  df-srng 20954  df-lmod 20994  df-lss 21064  df-sra 21305  df-rgmod 21306  df-xmet 21526  df-met 21527  df-cnfld 21534  df-refld 21766  df-dsmm 21893  df-frlm 21908  df-nm 24750  df-tng 24752  df-tcph 25339  df-rrx 25555  df-ehl 25556  df-line 49537  df-sph 49538

This theorem is used by: (None)