Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  rrx2linesl Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem rrx2linesl 48477
Description: The line passing through the two different points 𝑋 and 𝑌 in a real Euclidean space of dimension 2, expressed by the slope 𝑆 between the two points ("point-slope form"), sometimes also written as ((𝑝‘2) − (𝑋‘2)) = (𝑆 · ((𝑝‘1) − (𝑋‘1))). (Contributed by AV, 22-Jan-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
rrx2line.i 𝐼 = {1, 2}
rrx2line.e 𝐸 = (ℝ^‘𝐼)
rrx2line.b 𝑃 = (ℝ ↑m 𝐼)
rrx2line.l 𝐿 = (LineM𝐸)
rrx2linesl.s 𝑆 = (((𝑌‘2) − (𝑋‘2)) / ((𝑌‘1) − (𝑋‘1)))
Assertion
Ref Expression
rrx2linesl ((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝𝑃 ∣ (𝑝‘2) = ((𝑆 · ((𝑝‘1) − (𝑋‘1))) + (𝑋‘2))})
Distinct variable groups:   𝐸,𝑝   𝐼,𝑝   𝑃,𝑝   𝑋,𝑝   𝑌,𝑝
Allowed substitution hints:   𝑆(𝑝)   𝐿(𝑝)

Proof of Theorem rrx2linesl
Dummy variable 𝑡 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fveq1 6919 . . . 4 (𝑋 = 𝑌 → (𝑋‘1) = (𝑌‘1))
21necon3i 2979 . . 3 ((𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1) → 𝑋𝑌)
3 rrx2line.i . . . 4 𝐼 = {1, 2}
4 rrx2line.e . . . 4 𝐸 = (ℝ^‘𝐼)
5 rrx2line.b . . . 4 𝑃 = (ℝ ↑m 𝐼)
6 rrx2line.l . . . 4 𝐿 = (LineM𝐸)
73, 4, 5, 6rrx2line 48474 . . 3 ((𝑋𝑃𝑌𝑃𝑋𝑌) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝𝑃 ∣ ∃𝑡 ∈ ℝ ((𝑝‘1) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1))) ∧ (𝑝‘2) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘2)) + (𝑡 · (𝑌‘2))))})
82, 7syl3an3 1165 . 2 ((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝𝑃 ∣ ∃𝑡 ∈ ℝ ((𝑝‘1) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1))) ∧ (𝑝‘2) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘2)) + (𝑡 · (𝑌‘2))))})
9 reex 11275 . . . . . . . 8 ℝ ∈ V
10 prex 5452 . . . . . . . . 9 {1, 2} ∈ V
113, 10eqeltri 2840 . . . . . . . 8 𝐼 ∈ V
129, 11elmap 8929 . . . . . . 7 (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) ↔ 𝑝:𝐼⟶ℝ)
13 id 22 . . . . . . . 8 (𝑝:𝐼⟶ℝ → 𝑝:𝐼⟶ℝ)
14 1ex 11286 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ V
1514prid1 4787 . . . . . . . . . 10 1 ∈ {1, 2}
1615, 3eleqtrri 2843 . . . . . . . . 9 1 ∈ 𝐼
1716a1i 11 . . . . . . . 8 (𝑝:𝐼⟶ℝ → 1 ∈ 𝐼)
1813, 17ffvelcdmd 7119 . . . . . . 7 (𝑝:𝐼⟶ℝ → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
1912, 18sylbi 217 . . . . . 6 (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
2019, 5eleq2s 2862 . . . . 5 (𝑝𝑃 → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
2120adantl 481 . . . 4 (((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝𝑃) → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
229, 11elmap 8929 . . . . . . . 8 (𝑋 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) ↔ 𝑋:𝐼⟶ℝ)
23 id 22 . . . . . . . . 9 (𝑋:𝐼⟶ℝ → 𝑋:𝐼⟶ℝ)
2416a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑋:𝐼⟶ℝ → 1 ∈ 𝐼)
2523, 24ffvelcdmd 7119 . . . . . . . 8 (𝑋:𝐼⟶ℝ → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
2622, 25sylbi 217 . . . . . . 7 (𝑋 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
2726, 5eleq2s 2862 . . . . . 6 (𝑋𝑃 → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
28273ad2ant1 1133 . . . . 5 ((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
2928adantr 480 . . . 4 (((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝𝑃) → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
309, 11elmap 8929 . . . . . . . 8 (𝑌 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) ↔ 𝑌:𝐼⟶ℝ)
31 id 22 . . . . . . . . 9 (𝑌:𝐼⟶ℝ → 𝑌:𝐼⟶ℝ)
3216a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑌:𝐼⟶ℝ → 1 ∈ 𝐼)
3331, 32ffvelcdmd 7119 . . . . . . . 8 (𝑌:𝐼⟶ℝ → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
3430, 33sylbi 217 . . . . . . 7 (𝑌 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
3534, 5eleq2s 2862 . . . . . 6 (𝑌𝑃 → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
36353ad2ant2 1134 . . . . 5 ((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
3736adantr 480 . . . 4 (((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝𝑃) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
38 simpl3 1193 . . . 4 (((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝𝑃) → (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1))
39 2ex 12370 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ V
4039prid2 4788 . . . . . . . . . 10 2 ∈ {1, 2}
4140, 3eleqtrri 2843 . . . . . . . . 9 2 ∈ 𝐼
4241a1i 11 . . . . . . . 8 (𝑝:𝐼⟶ℝ → 2 ∈ 𝐼)
4313, 42ffvelcdmd 7119 . . . . . . 7 (𝑝:𝐼⟶ℝ → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
4412, 43sylbi 217 . . . . . 6 (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
4544, 5eleq2s 2862 . . . . 5 (𝑝𝑃 → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
4645adantl 481 . . . 4 (((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝𝑃) → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
4741a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑋:𝐼⟶ℝ → 2 ∈ 𝐼)
4823, 47ffvelcdmd 7119 . . . . . . . 8 (𝑋:𝐼⟶ℝ → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
4922, 48sylbi 217 . . . . . . 7 (𝑋 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
5049, 5eleq2s 2862 . . . . . 6 (𝑋𝑃 → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
51503ad2ant1 1133 . . . . 5 ((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
5251adantr 480 . . . 4 (((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝𝑃) → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
535eleq2i 2836 . . . . . . . 8 (𝑌𝑃𝑌 ∈ (ℝ ↑m 𝐼))
5453, 30bitri 275 . . . . . . 7 (𝑌𝑃𝑌:𝐼⟶ℝ)
5541a1i 11 . . . . . . . 8 (𝑌:𝐼⟶ℝ → 2 ∈ 𝐼)
5631, 55ffvelcdmd 7119 . . . . . . 7 (𝑌:𝐼⟶ℝ → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
5754, 56sylbi 217 . . . . . 6 (𝑌𝑃 → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
58573ad2ant2 1134 . . . . 5 ((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
5958adantr 480 . . . 4 (((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝𝑃) → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
60 rrx2linesl.s . . . 4 𝑆 = (((𝑌‘2) − (𝑋‘2)) / ((𝑌‘1) − (𝑋‘1)))
6121, 29, 37, 38, 46, 52, 59, 60affinecomb1 48436 . . 3 (((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝𝑃) → (∃𝑡 ∈ ℝ ((𝑝‘1) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1))) ∧ (𝑝‘2) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘2)) + (𝑡 · (𝑌‘2)))) ↔ (𝑝‘2) = ((𝑆 · ((𝑝‘1) − (𝑋‘1))) + (𝑋‘2))))
6261rabbidva 3450 . 2 ((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → {𝑝𝑃 ∣ ∃𝑡 ∈ ℝ ((𝑝‘1) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1))) ∧ (𝑝‘2) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘2)) + (𝑡 · (𝑌‘2))))} = {𝑝𝑃 ∣ (𝑝‘2) = ((𝑆 · ((𝑝‘1) − (𝑋‘1))) + (𝑋‘2))})
638, 62eqtrd 2780 1 ((𝑋𝑃𝑌𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝𝑃 ∣ (𝑝‘2) = ((𝑆 · ((𝑝‘1) − (𝑋‘1))) + (𝑋‘2))})
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1087   = wceq 1537  wcel 2108  wne 2946  wrex 3076  {crab 3443  Vcvv 3488  {cpr 4650  wf 6569  cfv 6573  (class class class)co 7448  m cmap 8884  cr 11183  1c1 11185   + caddc 11187   · cmul 11189  cmin 11520   / cdiv 11947  2c2 12348  ℝ^crrx 25436  LineMcline 48461
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-rep 5303  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770  ax-cnex 11240  ax-resscn 11241  ax-1cn 11242  ax-icn 11243  ax-addcl 11244  ax-addrcl 11245  ax-mulcl 11246  ax-mulrcl 11247  ax-mulcom 11248  ax-addass 11249  ax-mulass 11250  ax-distr 11251  ax-i2m1 11252  ax-1ne0 11253  ax-1rid 11254  ax-rnegex 11255  ax-rrecex 11256  ax-cnre 11257  ax-pre-lttri 11258  ax-pre-lttrn 11259  ax-pre-ltadd 11260  ax-pre-mulgt0 11261  ax-pre-sup 11262  ax-addf 11263  ax-mulf 11264
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-nel 3053  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rmo 3388  df-reu 3389  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-pss 3996  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-tp 4653  df-op 4655  df-uni 4932  df-iun 5017  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-tr 5284  df-id 5593  df-eprel 5599  df-po 5607  df-so 5608  df-fr 5652  df-we 5654  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-pred 6332  df-ord 6398  df-on 6399  df-lim 6400  df-suc 6401  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-f1 6578  df-fo 6579  df-f1o 6580  df-fv 6581  df-riota 7404  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-of 7714  df-om 7904  df-1st 8030  df-2nd 8031  df-supp 8202  df-tpos 8267  df-frecs 8322  df-wrecs 8353  df-recs 8427  df-rdg 8466  df-1o 8522  df-2o 8523  df-er 8763  df-map 8886  df-ixp 8956  df-en 9004  df-dom 9005  df-sdom 9006  df-fin 9007  df-fsupp 9432  df-sup 9511  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11522  df-neg 11523  df-div 11948  df-nn 12294  df-2 12356  df-3 12357  df-4 12358  df-5 12359  df-6 12360  df-7 12361  df-8 12362  df-9 12363  df-n0 12554  df-z 12640  df-dec 12759  df-uz 12904  df-rp 13058  df-fz 13568  df-seq 14053  df-exp 14113  df-cj 15148  df-re 15149  df-im 15150  df-sqrt 15284  df-abs 15285  df-struct 17194  df-sets 17211  df-slot 17229  df-ndx 17241  df-base 17259  df-ress 17288  df-plusg 17324  df-mulr 17325  df-starv 17326  df-sca 17327  df-vsca 17328  df-ip 17329  df-tset 17330  df-ple 17331  df-ds 17333  df-unif 17334  df-hom 17335  df-cco 17336  df-0g 17501  df-prds 17507  df-pws 17509  df-mgm 18678  df-sgrp 18757  df-mnd 18773  df-mhm 18818  df-grp 18976  df-minusg 18977  df-sbg 18978  df-subg 19163  df-ghm 19253  df-cmn 19824  df-abl 19825  df-mgp 20162  df-rng 20180  df-ur 20209  df-ring 20262  df-cring 20263  df-oppr 20360  df-dvdsr 20383  df-unit 20384  df-invr 20414  df-dvr 20427  df-rhm 20498  df-subrng 20572  df-subrg 20597  df-drng 20753  df-field 20754  df-staf 20862  df-srng 20863  df-lmod 20882  df-lss 20953  df-sra 21195  df-rgmod 21196  df-cnfld 21388  df-refld 21646  df-dsmm 21775  df-frlm 21790  df-tng 24618  df-tcph 25222  df-rrx 25438  df-line 48463
This theorem is referenced by:  line2  48486
  Copyright terms: Public domain W3C validator