Theorem line 49545

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.

Step	Hyp	Ref	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)
9	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8	lines 49544	. . . 4 ⊢ (𝑊 ∈ 𝑉 → 𝐿 = (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ (𝐵 ∖ {𝑥}) ↦ {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦))}))
10	9	oveqd 7433	. . 3 ⊢ (𝑊 ∈ 𝑉 → (𝑋𝐿𝑌) = (𝑋(𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ (𝐵 ∖ {𝑥}) ↦ {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦))})𝑌))
11	10	adantr 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 2766	. . 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 7424	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (( 1 − 𝑡) · 𝑥) = (( 1 − 𝑡) · 𝑋))
14		oveq2 7424	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝑌 → (𝑡 · 𝑦) = (𝑡 · 𝑌))
15	13, 14	oveqan12d 7435	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 = 𝑋 ∧ 𝑦 = 𝑌) → ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦)) = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌)))
16	15	eqeq2d 2776	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 = 𝑋 ∧ 𝑦 = 𝑌) → (𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦)) ↔ 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌))))
17	16	rexbidv 3191	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 = 𝑋 ∧ 𝑦 = 𝑌) → (∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑥) + (𝑡 · 𝑦)) ↔ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌))))
18	17	rabbidv 3425	. . . 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))})
19	18	adantl 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 4601	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → {𝑥} = {𝑋})
21	20	difeq2d 4081	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (𝐵 ∖ {𝑥}) = (𝐵 ∖ {𝑋}))
22	21	adantl 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)
25	24	necomd 3015	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ≠ 𝑌 → 𝑌 ≠ 𝑋)
26	25	anim2i 629	. . . . . 6 ⊢ ((𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) → (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ≠ 𝑋))
27	26	3adant1 1148	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) → (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ≠ 𝑋))
28		eldifsn 4755	. . . . 5 ⊢ (𝑌 ∈ (𝐵 ∖ {𝑋}) ↔ (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ≠ 𝑋))
29	27, 28	sylibr 237	. . . 4 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) → 𝑌 ∈ (𝐵 ∖ {𝑋}))
30	29	adantl 487	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌)) → 𝑌 ∈ (𝐵 ∖ {𝑋}))
31	1	fvexi 6899	. . . . 5 ⊢ 𝐵 ∈ V
32	31	rabex 5311	. . . 4 ⊢ {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌))} ∈ V
33	32	a1i 11	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌)) → {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌))} ∈ V)
34	12, 19, 22, 23, 30, 33	ovmpodx 7567	. 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))})
35	11, 34	eqtrd 2800	1 ⊢ ((𝑊 ∈ 𝑉 ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌)) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝 ∈ 𝐵 ∣ ∃𝑡 ∈ 𝐾 𝑝 = ((( 1 − 𝑡) · 𝑋) + (𝑡 · 𝑌))})

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2960  ∃wrex 3091  {crab 3418  Vcvv 3457   ∖ cdif 3903  {csn 4591  ‘cfv 6540  (class class class)co 7416   ∈ cmpo 7418  Basecbs 17287  +_gcplusg 17328  Scalarcsca 17331   ·_𝑠 cvsca 17332  -_gcsg 19026  1_rcur 20287  Line_Mcline 49540

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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7738

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 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3082  df-rex 3092  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-id 5558  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-line 49542

This theorem is used by: (None)