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Theorem itscnhlinecirc02plem1 46858
Description: Lemma 1 for itscnhlinecirc02p 46861. (Contributed by AV, 6-Mar-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
2itscp.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
2itscp.b (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
2itscp.x (𝜑𝑋 ∈ ℝ)
2itscp.y (𝜑𝑌 ∈ ℝ)
2itscp.d 𝐷 = (𝑋𝐴)
2itscp.e 𝐸 = (𝐵𝑌)
2itscp.c 𝐶 = ((𝐷 · 𝐵) + (𝐸 · 𝐴))
2itscp.r (𝜑𝑅 ∈ ℝ)
2itscp.l (𝜑 → ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) < (𝑅↑2))
itscnhlinecirc02plem1.n (𝜑𝐵𝑌)
Assertion
Ref Expression
itscnhlinecirc02plem1 (𝜑 → 0 < ((-(2 · (𝐷 · 𝐶))↑2) − (4 · (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))))))

Proof of Theorem itscnhlinecirc02plem1
StepHypRef Expression
1 4re 12237 . . . . 5 4 ∈ ℝ
21a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 4 ∈ ℝ)
3 2itscp.d . . . . . . . 8 𝐷 = (𝑋𝐴)
4 2itscp.x . . . . . . . . 9 (𝜑𝑋 ∈ ℝ)
5 2itscp.a . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
64, 5resubcld 11583 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑋𝐴) ∈ ℝ)
73, 6eqeltrid 2842 . . . . . . 7 (𝜑𝐷 ∈ ℝ)
87resqcld 14030 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐷↑2) ∈ ℝ)
9 2itscp.c . . . . . . . 8 𝐶 = ((𝐷 · 𝐵) + (𝐸 · 𝐴))
10 2itscp.b . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
117, 10remulcld 11185 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐷 · 𝐵) ∈ ℝ)
12 2itscp.e . . . . . . . . . . 11 𝐸 = (𝐵𝑌)
13 2itscp.y . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑌 ∈ ℝ)
1410, 13resubcld 11583 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐵𝑌) ∈ ℝ)
1512, 14eqeltrid 2842 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐸 ∈ ℝ)
1615, 5remulcld 11185 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐸 · 𝐴) ∈ ℝ)
1711, 16readdcld 11184 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐷 · 𝐵) + (𝐸 · 𝐴)) ∈ ℝ)
189, 17eqeltrid 2842 . . . . . . 7 (𝜑𝐶 ∈ ℝ)
1918resqcld 14030 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐶↑2) ∈ ℝ)
208, 19remulcld 11185 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐷↑2) · (𝐶↑2)) ∈ ℝ)
2115resqcld 14030 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐸↑2) ∈ ℝ)
2221, 8readdcld 11184 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) ∈ ℝ)
23 2itscp.r . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅 ∈ ℝ)
2423resqcld 14030 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑅↑2) ∈ ℝ)
2521, 24remulcld 11185 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) ∈ ℝ)
2619, 25resubcld 11583 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) ∈ ℝ)
2722, 26remulcld 11185 . . . . 5 (𝜑 → (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))) ∈ ℝ)
2820, 27resubcld 11583 . . . 4 (𝜑 → (((𝐷↑2) · (𝐶↑2)) − (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))))) ∈ ℝ)
29 4pos 12260 . . . . 5 0 < 4
3029a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 0 < 4)
318, 24remulcld 11185 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐷↑2) · (𝑅↑2)) ∈ ℝ)
3225, 31readdcld 11184 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) ∈ ℝ)
3332, 19resubcld 11583 . . . . . . 7 (𝜑 → ((((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) − (𝐶↑2)) ∈ ℝ)
3412a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐸 = (𝐵𝑌))
3510recnd 11183 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐵 ∈ ℂ)
3613recnd 11183 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑌 ∈ ℂ)
37 itscnhlinecirc02plem1.n . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐵𝑌)
3835, 36, 37subne0d 11521 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵𝑌) ≠ 0)
3934, 38eqnetrd 3011 . . . . . . . 8 (𝜑𝐸 ≠ 0)
4015, 39sqgt0d 14153 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < (𝐸↑2))
41 2itscp.l . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) < (𝑅↑2))
4237orcd 871 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵𝑌𝐴𝑋))
43 eqid 2736 . . . . . . . . 9 ((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) = ((𝐸↑2) + (𝐷↑2))
44 eqid 2736 . . . . . . . . 9 (((𝑅↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐷↑2))) − (𝐶↑2)) = (((𝑅↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐷↑2))) − (𝐶↑2))
455, 10, 4, 13, 3, 12, 9, 23, 41, 42, 43, 442itscp 46857 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < (((𝑅↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐷↑2))) − (𝐶↑2)))
4621recnd 11183 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐸↑2) ∈ ℂ)
478recnd 11183 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐷↑2) ∈ ℂ)
4824recnd 11183 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑅↑2) ∈ ℂ)
4946, 47, 48adddird 11180 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · (𝑅↑2)) = (((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))))
5046, 47addcld 11174 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) ∈ ℂ)
5150, 48mulcomd 11176 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · (𝑅↑2)) = ((𝑅↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐷↑2))))
5249, 51eqtr3d 2778 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) = ((𝑅↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐷↑2))))
5352oveq1d 7372 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) − (𝐶↑2)) = (((𝑅↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐷↑2))) − (𝐶↑2)))
5445, 53breqtrrd 5133 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < ((((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) − (𝐶↑2)))
5521, 33, 40, 54mulgt0d 11310 . . . . . 6 (𝜑 → 0 < ((𝐸↑2) · ((((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) − (𝐶↑2))))
5647, 46, 48mul12d 11364 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐷↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) = ((𝐸↑2) · ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))))
5756oveq2d 7373 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝐸↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) + ((𝐷↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))) = (((𝐸↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) + ((𝐸↑2) · ((𝐷↑2) · (𝑅↑2)))))
5846, 48mulcld 11175 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) ∈ ℂ)
5947, 48mulcld 11175 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐷↑2) · (𝑅↑2)) ∈ ℂ)
6046, 58, 59adddid 11179 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐸↑2) · (((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2)))) = (((𝐸↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) + ((𝐸↑2) · ((𝐷↑2) · (𝑅↑2)))))
6157, 60eqtr4d 2779 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐸↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) + ((𝐷↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))) = ((𝐸↑2) · (((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2)))))
6261oveq1d 7372 . . . . . . 7 (𝜑 → ((((𝐸↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) + ((𝐷↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))) − ((𝐸↑2) · (𝐶↑2))) = (((𝐸↑2) · (((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2)))) − ((𝐸↑2) · (𝐶↑2))))
6358, 59addcld 11174 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) ∈ ℂ)
6419recnd 11183 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐶↑2) ∈ ℂ)
6546, 63, 64subdid 11611 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐸↑2) · ((((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) − (𝐶↑2))) = (((𝐸↑2) · (((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2)))) − ((𝐸↑2) · (𝐶↑2))))
6662, 65eqtr4d 2779 . . . . . 6 (𝜑 → ((((𝐸↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) + ((𝐷↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))) − ((𝐸↑2) · (𝐶↑2))) = ((𝐸↑2) · ((((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) − (𝐶↑2))))
6755, 66breqtrrd 5133 . . . . 5 (𝜑 → 0 < ((((𝐸↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) + ((𝐷↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))) − ((𝐸↑2) · (𝐶↑2))))
6815recnd 11183 . . . . . . 7 (𝜑𝐸 ∈ ℂ)
6968sqcld 14049 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐸↑2) ∈ ℂ)
707recnd 11183 . . . . . . 7 (𝜑𝐷 ∈ ℂ)
7170sqcld 14049 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐷↑2) ∈ ℂ)
7225recnd 11183 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) ∈ ℂ)
73 mulsubaddmulsub 11619 . . . . . 6 ((((𝐸↑2) ∈ ℂ ∧ (𝐷↑2) ∈ ℂ) ∧ ((𝐶↑2) ∈ ℂ ∧ ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) ∈ ℂ)) → (((𝐷↑2) · (𝐶↑2)) − (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))))) = ((((𝐸↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) + ((𝐷↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))) − ((𝐸↑2) · (𝐶↑2))))
7469, 71, 64, 72, 73syl22anc 837 . . . . 5 (𝜑 → (((𝐷↑2) · (𝐶↑2)) − (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))))) = ((((𝐸↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) + ((𝐷↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))) − ((𝐸↑2) · (𝐶↑2))))
7567, 74breqtrrd 5133 . . . 4 (𝜑 → 0 < (((𝐷↑2) · (𝐶↑2)) − (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))))))
762, 28, 30, 75mulgt0d 11310 . . 3 (𝜑 → 0 < (4 · (((𝐷↑2) · (𝐶↑2)) − (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))))))
77 4cn 12238 . . . . 5 4 ∈ ℂ
7877a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 4 ∈ ℂ)
7918recnd 11183 . . . . . 6 (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
8079sqcld 14049 . . . . 5 (𝜑 → (𝐶↑2) ∈ ℂ)
8171, 80mulcld 11175 . . . 4 (𝜑 → ((𝐷↑2) · (𝐶↑2)) ∈ ℂ)
8269, 71addcld 11174 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) ∈ ℂ)
8323recnd 11183 . . . . . . . 8 (𝜑𝑅 ∈ ℂ)
8483sqcld 14049 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅↑2) ∈ ℂ)
8569, 84mulcld 11175 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) ∈ ℂ)
8680, 85subcld 11512 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) ∈ ℂ)
8782, 86mulcld 11175 . . . 4 (𝜑 → (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))) ∈ ℂ)
8878, 81, 87subdid 11611 . . 3 (𝜑 → (4 · (((𝐷↑2) · (𝐶↑2)) − (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))))) = ((4 · ((𝐷↑2) · (𝐶↑2))) − (4 · (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))))))
8976, 88breqtrd 5131 . 2 (𝜑 → 0 < ((4 · ((𝐷↑2) · (𝐶↑2))) − (4 · (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))))))
90 2cnd 12231 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
9170, 79mulcld 11175 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐷 · 𝐶) ∈ ℂ)
9290, 91mulcld 11175 . . . . 5 (𝜑 → (2 · (𝐷 · 𝐶)) ∈ ℂ)
93 sqneg 14021 . . . . 5 ((2 · (𝐷 · 𝐶)) ∈ ℂ → (-(2 · (𝐷 · 𝐶))↑2) = ((2 · (𝐷 · 𝐶))↑2))
9492, 93syl 17 . . . 4 (𝜑 → (-(2 · (𝐷 · 𝐶))↑2) = ((2 · (𝐷 · 𝐶))↑2))
9590, 91sqmuld 14063 . . . 4 (𝜑 → ((2 · (𝐷 · 𝐶))↑2) = ((2↑2) · ((𝐷 · 𝐶)↑2)))
96 sq2 14101 . . . . . 6 (2↑2) = 4
9796a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (2↑2) = 4)
9870, 79sqmuld 14063 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐷 · 𝐶)↑2) = ((𝐷↑2) · (𝐶↑2)))
9997, 98oveq12d 7375 . . . 4 (𝜑 → ((2↑2) · ((𝐷 · 𝐶)↑2)) = (4 · ((𝐷↑2) · (𝐶↑2))))
10094, 95, 993eqtrd 2780 . . 3 (𝜑 → (-(2 · (𝐷 · 𝐶))↑2) = (4 · ((𝐷↑2) · (𝐶↑2))))
101100oveq1d 7372 . 2 (𝜑 → ((-(2 · (𝐷 · 𝐶))↑2) − (4 · (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))))) = ((4 · ((𝐷↑2) · (𝐶↑2))) − (4 · (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))))))
10289, 101breqtrrd 5133 1 (𝜑 → 0 < ((-(2 · (𝐷 · 𝐶))↑2) − (4 · (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4   = wceq 1541  wcel 2106  wne 2943   class class class wbr 5105  (class class class)co 7357  cc 11049  cr 11050  0cc0 11051   + caddc 11054   · cmul 11056   < clt 11189  cmin 11385  -cneg 11386  2c2 12208  4c4 12210  cexp 13967
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2707  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-op 4593  df-uni 4866  df-iun 4956  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-om 7803  df-2nd 7922  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-er 8648  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-4 12218  df-n0 12414  df-z 12500  df-uz 12764  df-rp 12916  df-seq 13907  df-exp 13968
This theorem is referenced by:  itscnhlinecirc02plem2  46859
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