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Theorem itscnhlinecirc02plem1 50097
Description: Lemma 1 for itscnhlinecirc02p 50100. (Contributed by AV, 6-Mar-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
2itscp.a (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
2itscp.b (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
2itscp.x (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
2itscp.y (𝜑 → 𝑌 ∈ ℝ)
2itscp.d 𝐷 = (𝑋 − 𝐴)
2itscp.e 𝐸 = (𝐵 − 𝑌)
2itscp.c 𝐶 = ((𝐷 · 𝐵) + (𝐸 · 𝐴))
2itscp.r (𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ)
2itscp.l (𝜑 → ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) < (𝑅↑2))
itscnhlinecirc02plem1.n (𝜑 → 𝐵 ≠ 𝑌)
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 12451 . . . . 5 4 ∈ ℝ
21a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 4 ∈ ℝ)
3 2itscp.d . . . . . . . 8 𝐷 = (𝑋 − 𝐴)
4 2itscp.x . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ)
5 2itscp.a . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
64, 5resubcld 11768 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑋 − 𝐴) ∈ ℝ)
73, 6eqeltrid 2868 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ)
87resqcld 14292 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐷↑2) ∈ ℝ)
9 2itscp.c . . . . . . . 8 𝐶 = ((𝐷 · 𝐵) + (𝐸 · 𝐴))
10 2itscp.b . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
117, 10remulcld 11363 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐷 · 𝐵) ∈ ℝ)
12 2itscp.e . . . . . . . . . . 11 𝐸 = (𝐵 − 𝑌)
13 2itscp.y . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑌 ∈ ℝ)
1410, 13resubcld 11768 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐵 − 𝑌) ∈ ℝ)
1512, 14eqeltrid 2868 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℝ)
1615, 5remulcld 11363 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐸 · 𝐴) ∈ ℝ)
1711, 16readdcld 11362 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐷 · 𝐵) + (𝐸 · 𝐴)) ∈ ℝ)
189, 17eqeltrid 2868 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
1918resqcld 14292 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐶↑2) ∈ ℝ)
208, 19remulcld 11363 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐷↑2) · (𝐶↑2)) ∈ ℝ)
2115resqcld 14292 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐸↑2) ∈ ℝ)
2221, 8readdcld 11362 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) ∈ ℝ)
23 2itscp.r . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ)
2423resqcld 14292 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑅↑2) ∈ ℝ)
2521, 24remulcld 11363 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) ∈ ℝ)
2619, 25resubcld 11768 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) ∈ ℝ)
2722, 26remulcld 11363 . . . . 5 (𝜑 → (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))) ∈ ℝ)
2820, 27resubcld 11768 . . . 4 (𝜑 → (((𝐷↑2) · (𝐶↑2)) − (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))))) ∈ ℝ)
29 4pos 12477 . . . . 5 0 < 4
3029a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 0 < 4)
318, 24remulcld 11363 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐷↑2) · (𝑅↑2)) ∈ ℝ)
3225, 31readdcld 11362 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) ∈ ℝ)
3332, 19resubcld 11768 . . . . . . 7 (𝜑 → ((((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) − (𝐶↑2)) ∈ ℝ)
3412a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐸 = (𝐵 − 𝑌))
3510recnd 11361 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
3613recnd 11361 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑌 ∈ ℂ)
37 itscnhlinecirc02plem1.n . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐵 ≠ 𝑌)
3835, 36, 37subne0d 11703 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵 − 𝑌) ≠ 0)
3934, 38eqnetrd 3026 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐸 ≠ 0)
4015, 39sqgt0d 14418 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < (𝐸↑2))
41 2itscp.l . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐴↑2) + (𝐵↑2)) < (𝑅↑2))
4237orcd 887 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵 ≠ 𝑌 ∨ 𝐴 ≠ 𝑋))
43 eqid 2763 . . . . . . . . 9 ((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) = ((𝐸↑2) + (𝐷↑2))
44 eqid 2763 . . . . . . . . 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 50096 . . . . . . . 8 (𝜑 → 0 < (((𝑅↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐷↑2))) − (𝐶↑2)))
4621recnd 11361 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐸↑2) ∈ ℂ)
478recnd 11361 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐷↑2) ∈ ℂ)
4824recnd 11361 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑅↑2) ∈ ℂ)
4946, 47, 48adddird 11358 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · (𝑅↑2)) = (((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))))
5046, 47addcld 11352 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) ∈ ℂ)
5150, 48mulcomd 11354 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · (𝑅↑2)) = ((𝑅↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐷↑2))))
5249, 51eqtr3d 2800 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) = ((𝑅↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐷↑2))))
5352oveq1d 7455 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) − (𝐶↑2)) = (((𝑅↑2) · ((𝐸↑2) + (𝐷↑2))) − (𝐶↑2)))
5445, 53breqtrrd 5136 . . . . . . 7 (𝜑 → 0 < ((((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) − (𝐶↑2)))
5521, 33, 40, 54mulgt0d 11489 . . . . . 6 (𝜑 → 0 < ((𝐸↑2) · ((((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) − (𝐶↑2))))
5647, 46, 48mul12d 11543 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐷↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) = ((𝐸↑2) · ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))))
5756oveq2d 7456 . . . . . . . . 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 11353 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) ∈ ℂ)
5947, 48mulcld 11353 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐷↑2) · (𝑅↑2)) ∈ ℂ)
6046, 58, 59adddid 11357 . . . . . . . . 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 2801 . . . . . . . 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 7455 . . . . . . 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 11352 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) + ((𝐷↑2) · (𝑅↑2))) ∈ ℂ)
6419recnd 11361 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐶↑2) ∈ ℂ)
6546, 63, 64subdid 11796 . . . . . . 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 2801 . . . . . 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 5136 . . . . 5 (𝜑 → 0 < ((((𝐸↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) + ((𝐷↑2) · ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))) − ((𝐸↑2) · (𝐶↑2))))
6815recnd 11361 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℂ)
6968sqcld 14311 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐸↑2) ∈ ℂ)
707recnd 11361 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℂ)
7170sqcld 14311 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐷↑2) ∈ ℂ)
7225recnd 11361 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) ∈ ℂ)
73 mulsubaddmulsub 11804 . . . . . 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 852 . . . . 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 5136 . . . 4 (𝜑 → 0 < (((𝐷↑2) · (𝐶↑2)) − (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))))))
762, 28, 30, 75mulgt0d 11489 . . 3 (𝜑 → 0 < (4 · (((𝐷↑2) · (𝐶↑2)) − (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))))))
77 4cn 12452 . . . . 5 4 ∈ ℂ
7877a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 4 ∈ ℂ)
7918recnd 11361 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
8079sqcld 14311 . . . . 5 (𝜑 → (𝐶↑2) ∈ ℂ)
8171, 80mulcld 11353 . . . 4 (𝜑 → ((𝐷↑2) · (𝐶↑2)) ∈ ℂ)
8269, 71addcld 11352 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) ∈ ℂ)
8323recnd 11361 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℂ)
8483sqcld 14311 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅↑2) ∈ ℂ)
8569, 84mulcld 11353 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)) ∈ ℂ)
8680, 85subcld 11693 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2))) ∈ ℂ)
8782, 86mulcld 11353 . . . 4 (𝜑 → (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))) ∈ ℂ)
8878, 81, 87subdid 11796 . . 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 5134 . 2 (𝜑 → 0 < ((4 · ((𝐷↑2) · (𝐶↑2))) − (4 · (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))))))
90 2cnd 12445 . . . . . 6 (𝜑 → 2 ∈ ℂ)
9170, 79mulcld 11353 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐷 · 𝐶) ∈ ℂ)
9290, 91mulcld 11353 . . . . 5 (𝜑 → (2 · (𝐷 · 𝐶)) ∈ ℂ)
93 sqneg 14282 . . . . 5 ((2 · (𝐷 · 𝐶)) ∈ ℂ → ( -(2 · (𝐷 · 𝐶))↑2) = ((2 · (𝐷 · 𝐶))↑2))
9492, 93syl 18 . . . 4 (𝜑 → ( -(2 · (𝐷 · 𝐶))↑2) = ((2 · (𝐷 · 𝐶))↑2))
9590, 91sqmuld 14325 . . . 4 (𝜑 → ((2 · (𝐷 · 𝐶))↑2) = ((2↑2) · ((𝐷 · 𝐶)↑2)))
96 sq2 14364 . . . . . 6 (2↑2) = 4
9796a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → (2↑2) = 4)
9870, 79sqmuld 14325 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐷 · 𝐶)↑2) = ((𝐷↑2) · (𝐶↑2)))
9997, 98oveq12d 7458 . . . 4 (𝜑 → ((2↑2) · ((𝐷 · 𝐶)↑2)) = (4 · ((𝐷↑2) · (𝐶↑2))))
10094, 95, 993eqtrd 2802 . . 3 (𝜑 → ( -(2 · (𝐷 · 𝐶))↑2) = (4 · ((𝐷↑2) · (𝐶↑2))))
101100oveq1d 7455 . 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 5136 1 (𝜑 → 0 < (( -(2 · (𝐷 · 𝐶))↑2) − (4 · (((𝐸↑2) + (𝐷↑2)) · ((𝐶↑2) − ((𝐸↑2) · (𝑅↑2)))))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959   class class class wbr 5106  (class class class)co 7440  ℂcc 11222  ℝcr 11223  0cc0 11224   + caddc 11227   · cmul 11229   < clt 11367   − cmin 11565   -cneg 11566  2c2 12421  4c4 12423  ↑cexp 14228
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-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  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
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-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-op 4839  df-uni 4871  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-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-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-om 7899  df-2nd 8023  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-er 8742  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-4 12431  df-n0 12631  df-z 12718  df-uz 12990  df-rp 13145  df-seq 14169  df-exp 14229
This theorem is used by:  itscnhlinecirc02plem2  50098
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