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

Theorem line 50176
Description: The line passing through the two different points 𝑋 and 𝑌 in a left module (or any extended structure having a base set, an addition, and a scalar multiplication). (Contributed by AV, 14-Jan-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
lines.b 𝐵 = (Base‘𝑊)
lines.l 𝐿 = (LineM‘𝑊)
lines.s 𝑆 = (Scalar‘𝑊)
lines.k 𝐾 = (Base‘𝑆)
lines.p · = ( ·𝑠 ‘𝑊)
lines.a + = (+g‘𝑊)
lines.m − = (-g‘𝑆)
lines.1 1 = (1r‘𝑆)
Assertion
Ref Expression
line ((𝑊 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌)) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌))})
Distinct variable groups:   𝐵,𝑝   𝑡,𝐾   𝑡,𝑆   𝑊,𝑝,𝑡   𝑋,𝑝,𝑡   𝑌,𝑝,𝑡
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑡)   + (𝑡, 𝑝)   𝑆(𝑝)   · (𝑡, 𝑝)   1 (𝑡, 𝑝)   𝐾(𝑝)   𝐿(𝑡, 𝑝)   − (𝑡, 𝑝)   𝑉(𝑡, 𝑝)

Proof of Theorem line
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lines.b . . . . 5 𝐵 = (Base‘𝑊)
2 lines.l . . . . 5 𝐿 = (LineM‘𝑊)
3 lines.s . . . . 5 𝑆 = (Scalar‘𝑊)
4 lines.k . . . . 5 𝐾 = (Base‘𝑆)
5 lines.p . . . . 5 · = ( ·𝑠 ‘𝑊)
6 lines.a . . . . 5 + = (+g‘𝑊)
7 lines.m . . . . 5 − = (-g‘𝑆)
8 lines.1 . . . . 5 1 = (1r‘𝑆)
91, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8lines 50175 . . . 4 (𝑊 ∈ 𝑉 → 𝐿 = (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ (𝐵 ∖ {𝑥}) ↦ {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦))}))
109oveqd 7468 . . 3 (𝑊 ∈ 𝑉 → (𝑋𝐿𝑌) = (𝑋(𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ (𝐵 ∖ {𝑥}) ↦ {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦))})𝑌))
1110adantr 486 . 2 ((𝑊 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌)) → (𝑋𝐿𝑌) = (𝑋(𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ (𝐵 ∖ {𝑥}) ↦ {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦))})𝑌))
12 eqidd 2764 . . 3 ((𝑊 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌)) → (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ (𝐵 ∖ {𝑥}) ↦ {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦))}) = (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ (𝐵 ∖ {𝑥}) ↦ {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦))}))
13 oveq2 7459 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑋 → (( 1 − 𝑡) · 𝑥) = (( 1 − 𝑡) · 𝑋))
14 oveq2 7459 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑌 → (𝑡 · 𝑦) = (𝑡 · 𝑌))
1513, 14oveqan12d 7470 . . . . . . 7 ((𝑥 = 𝑋 ∧ 𝑦 = 𝑌) → ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦)) = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌)))
1615eqeq2d 2774 . . . . . 6 ((𝑥 = 𝑋 ∧ 𝑦 = 𝑌) → (𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦)) ↔ 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌))))
1716rexbidv 3190 . . . . 5 ((𝑥 = 𝑋 ∧ 𝑦 = 𝑌) → (∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦)) ↔ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌))))
1817rabbidv 3423 . . . 4 ((𝑥 = 𝑋 ∧ 𝑦 = 𝑌) → {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦))} = {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌))})
1918adantl 487 . . 3 (((𝑊 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌)) ∧ (𝑥 = 𝑋 ∧ 𝑦 = 𝑌)) → {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦))} = {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌))})
20 sneq 4594 . . . . 5 (𝑥 = 𝑋 → {𝑥} = {𝑋})
2120difeq2d 4066 . . . 4 (𝑥 = 𝑋 → (𝐵 ∖ {𝑥}) = (𝐵 ∖ {𝑋}))
2221adantl 487 . . 3 (((𝑊 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌)) ∧ 𝑥 = 𝑋) → (𝐵 ∖ {𝑥}) = (𝐵 ∖ {𝑋}))
23 simpr1 1213 . . 3 ((𝑊 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌)) → 𝑋 ∈ 𝐵)
24 id 23 . . . . . . . 8 (𝑋 ≠ 𝑌 → 𝑋 ≠ 𝑌)
2524necomd 3014 . . . . . . 7 (𝑋 ≠ 𝑌 → 𝑌 ≠ 𝑋)
2625anim2i 629 . . . . . 6 ((𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) → (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ≠ 𝑋))
27263adant1 1148 . . . . 5 ((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) → (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ≠ 𝑋))
28 eldifsn 4750 . . . . 5 (𝑌 ∈ (𝐵 ∖ {𝑋}) ↔ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ≠ 𝑋))
2927, 28sylibr 237 . . . 4 ((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) → 𝑌 ∈ (𝐵 ∖ {𝑋}))
3029adantl 487 . . 3 ((𝑊 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌)) → 𝑌 ∈ (𝐵 ∖ {𝑋}))
311fvexi 6930 . . . . 5 𝐵 ∈ V
3231rabex 5307 . . . 4 {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌))} ∈ V
3332a1i 11 . . 3 ((𝑊 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌)) → {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌))} ∈ V)
3412, 19, 22, 23, 30, 33ovmpodx 7603 . 2 ((𝑊 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌)) → (𝑋(𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ (𝐵 ∖ {𝑥}) ↦ {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦))})𝑌) = {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌))})
3511, 34eqtrd 2798 1 ((𝑊 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌)) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌))})
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∃wrex 3090  {crab 3416  Vcvv 3454   ∖ cdif 4048  {csn 4588  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451   ∈ cmpo 7453  Basecbs 17431  +gcplusg 17472  Scalarcsca 17475   ·𝑠 cvsca 17476  -gcsg 19196  1rcur 20458  LineMcline 50171
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 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  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-ral 3081  df-rex 3091  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  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 4841  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-id 5553  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-line 50173
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator