Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  itsclinecirc0 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem itsclinecirc0 48699
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 = (LineM𝐸)
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 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (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.
StepHypRef 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 = (LineM𝐸)
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)))
81, 2, 3, 4, 5, 6, 7rrx2linest2 48670 . . . . 5 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (𝑌𝐿𝑍) = {𝑝𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶})
98adantr 480 . . . 4 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → (𝑌𝐿𝑍) = {𝑝𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶})
109eleq2d 2826 . . 3 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → (𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑍) ↔ 𝑋 ∈ {𝑝𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶}))
1110anbi2d 630 . 2 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ (𝑌𝐿𝑍)) ↔ (𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ {𝑝𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶})))
121, 3rrx2pyel 48638 . . . . . . 7 (𝑌𝑃 → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
13123ad2ant1 1133 . . . . . 6 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
141, 3rrx2pyel 48638 . . . . . . 7 (𝑍𝑃 → (𝑍‘2) ∈ ℝ)
15143ad2ant2 1134 . . . . . 6 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (𝑍‘2) ∈ ℝ)
1613, 15resubcld 11692 . . . . 5 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → ((𝑌‘2) − (𝑍‘2)) ∈ ℝ)
175, 16eqeltrid 2844 . . . 4 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → 𝐴 ∈ ℝ)
1817adantr 480 . . 3 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → 𝐴 ∈ ℝ)
191, 3rrx2pxel 48637 . . . . . . 7 (𝑍𝑃 → (𝑍‘1) ∈ ℝ)
20193ad2ant2 1134 . . . . . 6 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (𝑍‘1) ∈ ℝ)
211, 3rrx2pxel 48637 . . . . . . 7 (𝑌𝑃 → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
22213ad2ant1 1133 . . . . . 6 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
2320, 22resubcld 11692 . . . . 5 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → ((𝑍‘1) − (𝑌‘1)) ∈ ℝ)
246, 23eqeltrid 2844 . . . 4 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
2524adantr 480 . . 3 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → 𝐵 ∈ ℝ)
2613, 20remulcld 11292 . . . . . 6 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → ((𝑌‘2) · (𝑍‘1)) ∈ ℝ)
2722, 15remulcld 11292 . . . . . 6 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → ((𝑌‘1) · (𝑍‘2)) ∈ ℝ)
2826, 27resubcld 11692 . . . . 5 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (((𝑌‘2) · (𝑍‘1)) − ((𝑌‘1) · (𝑍‘2))) ∈ ℝ)
297, 28eqeltrid 2844 . . . 4 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → 𝐶 ∈ ℝ)
3029adantr 480 . . 3 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → 𝐶 ∈ ℝ)
311, 3, 6, 5rrx2pnedifcoorneorr 48643 . . . . 5 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (𝐵 ≠ 0 ∨ 𝐴 ≠ 0))
3231orcomd 871 . . . 4 ((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) → (𝐴 ≠ 0 ∨ 𝐵 ≠ 0))
3332adantr 480 . . 3 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → (𝐴 ≠ 0 ∨ 𝐵 ≠ 0))
34 simpr 484 . . 3 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (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 2736 . . . 4 {𝑝𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶} = {𝑝𝑃 ∣ ((𝐴 · (𝑝‘1)) + (𝐵 · (𝑝‘2))) = 𝐶}
401, 2, 3, 35, 36, 37, 38, 39itsclc0 48697 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝐴 ≠ 0 ∨ 𝐵 ≠ 0) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ {𝑝𝑃 ∣ ((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)))))
4118, 25, 30, 33, 34, 40syl311anc 1385 . 2 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 0 ≤ 𝐷)) → ((𝑋 ∈ ( 0 𝑆𝑅) ∧ 𝑋 ∈ {𝑝𝑃 ∣ ((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)))))
4211, 41sylbid 240 1 (((𝑌𝑃𝑍𝑃𝑌𝑍) ∧ (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)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  wo 847  w3a 1086   = wceq 1539  wcel 2107  wne 2939  {crab 3435  {csn 4625  {cpr 4627   class class class wbr 5142   × cxp 5682  cfv 6560  (class class class)co 7432  m cmap 8867  cr 11155  0cc0 11156  1c1 11157   + caddc 11159   · cmul 11161  cle 11297  cmin 11493   / cdiv 11921  2c2 12322  +crp 13035  cexp 14103  csqrt 15273  ℝ^crrx 25418  LineMcline 48653  Spherecsph 48654
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2707  ax-rep 5278  ax-sep 5295  ax-nul 5305  ax-pow 5364  ax-pr 5431  ax-un 7756  ax-inf2 9682  ax-cnex 11212  ax-resscn 11213  ax-1cn 11214  ax-icn 11215  ax-addcl 11216  ax-addrcl 11217  ax-mulcl 11218  ax-mulrcl 11219  ax-mulcom 11220  ax-addass 11221  ax-mulass 11222  ax-distr 11223  ax-i2m1 11224  ax-1ne0 11225  ax-1rid 11226  ax-rnegex 11227  ax-rrecex 11228  ax-cnre 11229  ax-pre-lttri 11230  ax-pre-lttrn 11231  ax-pre-ltadd 11232  ax-pre-mulgt0 11233  ax-pre-sup 11234  ax-addf 11235  ax-mulf 11236
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2815  df-nfc 2891  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3379  df-reu 3380  df-rab 3436  df-v 3481  df-sbc 3788  df-csb 3899  df-dif 3953  df-un 3955  df-in 3957  df-ss 3967  df-pss 3970  df-nul 4333  df-if 4525  df-pw 4601  df-sn 4626  df-pr 4628  df-tp 4630  df-op 4632  df-uni 4907  df-int 4946  df-iun 4992  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5577  df-eprel 5583  df-po 5591  df-so 5592  df-fr 5636  df-se 5637  df-we 5638  df-xp 5690  df-rel 5691  df-cnv 5692  df-co 5693  df-dm 5694  df-rn 5695  df-res 5696  df-ima 5697  df-pred 6320  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6513  df-fun 6562  df-fn 6563  df-f 6564  df-f1 6565  df-fo 6566  df-f1o 6567  df-fv 6568  df-isom 6569  df-riota 7389  df-ov 7435  df-oprab 7436  df-mpo 7437  df-of 7698  df-om 7889  df-1st 8015  df-2nd 8016  df-supp 8187  df-tpos 8252  df-frecs 8307  df-wrecs 8338  df-recs 8412  df-rdg 8451  df-1o 8507  df-2o 8508  df-er 8746  df-map 8869  df-ixp 8939  df-en 8987  df-dom 8988  df-sdom 8989  df-fin 8990  df-fsupp 9403  df-sup 9483  df-oi 9551  df-card 9980  df-pnf 11298  df-mnf 11299  df-xr 11300  df-ltxr 11301  df-le 11302  df-sub 11495  df-neg 11496  df-div 11922  df-nn 12268  df-2 12330  df-3 12331  df-4 12332  df-5 12333  df-6 12334  df-7 12335  df-8 12336  df-9 12337  df-n0 12529  df-z 12616  df-dec 12736  df-uz 12880  df-rp 13036  df-xneg 13155  df-xadd 13156  df-xmul 13157  df-ico 13394  df-icc 13395  df-fz 13549  df-fzo 13696  df-seq 14044  df-exp 14104  df-hash 14371  df-cj 15139  df-re 15140  df-im 15141  df-sqrt 15275  df-abs 15276  df-clim 15525  df-sum 15724  df-struct 17185  df-sets 17202  df-slot 17220  df-ndx 17232  df-base 17249  df-ress 17276  df-plusg 17311  df-mulr 17312  df-starv 17313  df-sca 17314  df-vsca 17315  df-ip 17316  df-tset 17317  df-ple 17318  df-ds 17320  df-unif 17321  df-hom 17322  df-cco 17323  df-0g 17487  df-gsum 17488  df-prds 17493  df-pws 17495  df-mgm 18654  df-sgrp 18733  df-mnd 18749  df-mhm 18797  df-grp 18955  df-minusg 18956  df-sbg 18957  df-subg 19142  df-ghm 19232  df-cntz 19336  df-cmn 19801  df-abl 19802  df-mgp 20139  df-rng 20151  df-ur 20180  df-ring 20233  df-cring 20234  df-oppr 20335  df-dvdsr 20358  df-unit 20359  df-invr 20389  df-dvr 20402  df-rhm 20473  df-subrng 20547  df-subrg 20571  df-drng 20732  df-field 20733  df-staf 20841  df-srng 20842  df-lmod 20861  df-lss 20931  df-sra 21173  df-rgmod 21174  df-xmet 21358  df-met 21359  df-cnfld 21366  df-refld 21624  df-dsmm 21753  df-frlm 21768  df-nm 24596  df-tng 24598  df-tcph 25204  df-rrx 25420  df-ehl 25421  df-line 48655  df-sph 48656
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator