Theorem rrx2line 50055

Description: The line passing through the two different points 𝑋 and 𝑌 in a real Euclidean space of dimension 2. (Contributed by AV, 22-Jan-2023.) (Proof shortened by AV, 13-Feb-2023.)

Hypotheses

Ref	Expression
rrx2line.i	⊢ 𝐼 = (0..^2)
rrx2line.e	⊢ 𝐸 = (ℝ^‘𝐼)
rrx2line.b	⊢ 𝑃 = (ℝ ↑m 𝐼)
rrx2line.l	⊢ 𝐿 = (LineM‘𝐸)

Assertion

Ref	Expression
rrx2line	⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ∃𝑡 ∈ ℝ ((𝑝‘0) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘0)) + (𝑡 · (𝑌‘0))) ∧ (𝑝‘1) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1))))})

Distinct variable groups:   𝐸,𝑝,𝑡   𝐼,𝑝,𝑡   𝑃,𝑝,𝑡   𝑋,𝑝,𝑡   𝑌,𝑝,𝑡

Allowed substitution hints:   𝐿(𝑡, 𝑝)

Proof of Theorem rrx2line

Dummy variable 𝑖 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		rrx2line.i	. . . 4 ⊢ 𝐼 = (0..^2)
2		fzofi 14141	. . . 4 ⊢ (0..^2) ∈ Fin
3	1, 2	eqeltri 2860	. . 3 ⊢ 𝐼 ∈ Fin
4		rrx2line.e	. . . 4 ⊢ 𝐸 = (ℝ^‘𝐼)
5		rrx2line.b	. . . 4 ⊢ 𝑃 = (ℝ ↑m 𝐼)
6		rrx2line.l	. . . 4 ⊢ 𝐿 = (LineM‘𝐸)
7	4, 5, 6	rrxlinec 50052	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ Fin ∧ (𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌)) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ∃𝑡 ∈ ℝ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑝‘𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘𝑖)) + (𝑡 · (𝑌‘𝑖)))})
8	3, 7	mpan 703	. 2 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ∃𝑡 ∈ ℝ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑝‘𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘𝑖)) + (𝑡 · (𝑌‘𝑖)))})
9		fzo0to2pr 13909	. . . . . . . 8 ⊢ (0..^2) = {0, 1}
10	1, 9	eqtri 2786	. . . . . . 7 ⊢ 𝐼 = {0, 1}
11	10	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → 𝐼 = {0, 1})
12	11	raleqdv 3323	. . . . 5 ⊢ ((((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑝‘𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘𝑖)) + (𝑡 · (𝑌‘𝑖))) ↔ ∀𝑖 ∈ {0, 1} (𝑝‘𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘𝑖)) + (𝑡 · (𝑌‘𝑖)))))
13		c0ex 11324	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ V
14		1ex 11327	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ V
15		fveq2 6905	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 0 → (𝑝‘𝑖) = (𝑝‘0))
16		fveq2 6905	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑖 = 0 → (𝑋‘𝑖) = (𝑋‘0))
17	16	oveq2d 7456	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 = 0 → ((1 − 𝑡) · (𝑋‘𝑖)) = ((1 − 𝑡) · (𝑋‘0)))
18		fveq2 6905	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑖 = 0 → (𝑌‘𝑖) = (𝑌‘0))
19	18	oveq2d 7456	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 = 0 → (𝑡 · (𝑌‘𝑖)) = (𝑡 · (𝑌‘0)))
20	17, 19	oveq12d 7458	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 0 → (((1 − 𝑡) · (𝑋‘𝑖)) + (𝑡 · (𝑌‘𝑖))) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘0)) + (𝑡 · (𝑌‘0))))
21	15, 20	eqeq12d 2779	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 0 → ((𝑝‘𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘𝑖)) + (𝑡 · (𝑌‘𝑖))) ↔ (𝑝‘0) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘0)) + (𝑡 · (𝑌‘0)))))
22		fveq2 6905	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 1 → (𝑝‘𝑖) = (𝑝‘1))
23		fveq2 6905	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑖 = 1 → (𝑋‘𝑖) = (𝑋‘1))
24	23	oveq2d 7456	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 = 1 → ((1 − 𝑡) · (𝑋‘𝑖)) = ((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)))
25		fveq2 6905	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑖 = 1 → (𝑌‘𝑖) = (𝑌‘1))
26	25	oveq2d 7456	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 = 1 → (𝑡 · (𝑌‘𝑖)) = (𝑡 · (𝑌‘1)))
27	24, 26	oveq12d 7458	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 1 → (((1 − 𝑡) · (𝑋‘𝑖)) + (𝑡 · (𝑌‘𝑖))) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1))))
28	22, 27	eqeq12d 2779	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 1 → ((𝑝‘𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘𝑖)) + (𝑡 · (𝑌‘𝑖))) ↔ (𝑝‘1) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1)))))
29	13, 14, 21, 28	ralpr 4661	. . . . 5 ⊢ (∀𝑖 ∈ {0, 1} (𝑝‘𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘𝑖)) + (𝑡 · (𝑌‘𝑖))) ↔ ((𝑝‘0) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘0)) + (𝑡 · (𝑌‘0))) ∧ (𝑝‘1) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1)))))
30	12, 29	bitrdi 290	. . . 4 ⊢ ((((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑝‘𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘𝑖)) + (𝑡 · (𝑌‘𝑖))) ↔ ((𝑝‘0) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘0)) + (𝑡 · (𝑌‘0))) ∧ (𝑝‘1) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1))))))
31	30	rexbidva 3188	. . 3 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (∃𝑡 ∈ ℝ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑝‘𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘𝑖)) + (𝑡 · (𝑌‘𝑖))) ↔ ∃𝑡 ∈ ℝ ((𝑝‘0) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘0)) + (𝑡 · (𝑌‘0))) ∧ (𝑝‘1) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1))))))
32	31	rabbidva 3422	. 2 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) → {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ∃𝑡 ∈ ℝ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑝‘𝑖) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘𝑖)) + (𝑡 · (𝑌‘𝑖)))} = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ∃𝑡 ∈ ℝ ((𝑝‘0) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘0)) + (𝑡 · (𝑌‘0))) ∧ (𝑝‘1) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1))))})
33	8, 32	eqtrd 2798	1 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ∃𝑡 ∈ ℝ ((𝑝‘0) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘0)) + (𝑡 · (𝑌‘0))) ∧ (𝑝‘1) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1))))})

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  {crab 3416  {cpr 4590  ‘cfv 6555  (class class class)co 7440   ↑_m cmap 8872  Fincfn 8998  ℝcr 11223  0cc0 11224  1c1 11225   + caddc 11227   · cmul 11229   − cmin 11565  2c2 12421  ..^cfzo 13812  ℝ^crrx 25731  Line_Mcline 50043

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 5235  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  ax-pre-sup 11302  ax-addf 11303  ax-mulf 11304

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-rmo 3369  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-tp 4593  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-of 7714  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-supp 8202  df-tpos 8268  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-1o 8501  df-er 8742  df-map 8874  df-ixp 8951  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-fin 9002  df-fsupp 9379  df-sup 9458  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-div 11998  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-4 12431  df-5 12432  df-6 12433  df-7 12434  df-8 12435  df-9 12436  df-n0 12631  df-z 12718  df-dec 12839  df-uz 12990  df-rp 13145  df-fz 13664  df-fzo 13813  df-seq 14169  df-exp 14229  df-cj 15292  df-re 15293  df-im 15294  df-sqrt 15428  df-abs 15429  df-struct 17351  df-sets 17368  df-slot 17386  df-ndx 17398  df-base 17414  df-ress 17435  df-plusg 17467  df-mulr 17468  df-starv 17469  df-sca 17470  df-vsca 17471  df-ip 17472  df-tset 17473  df-ple 17474  df-ds 17476  df-unif 17477  df-hom 17478  df-cco 17479  df-0g 17638  df-prds 17644  df-pws 17646  df-mgm 18842  df-sgrp 18934  df-mnd 18950  df-mhm 19004  df-grp 19173  df-minusg 19174  df-sbg 19175  df-subg 19359  df-ghm 19454  df-cmn 20023  df-abl 20024  df-mgp 20388  df-rng 20402  df-ur 20435  df-ring 20488  df-cring 20489  df-oppr 20594  df-dvdsr 20614  df-unit 20615  df-invr 20645  df-dvr 20658  df-rhm 20729  df-subrng 20825  df-subrg 20849  df-drng 21009  df-field 21010  df-staf 21123  df-srng 21124  df-lmod 21164  df-lss 21234  df-sra 21475  df-rgmod 21476  df-cnfld 21706  df-refld 21938  df-dsmm 22065  df-frlm 22080  df-tng 24930  df-tcph 25517  df-rrx 25733  df-line 50045

This theorem is used by:  rrx2vlinest  50056  rrx2linest  50057  rrx2linesl  50058