Theorem rrx2linesl 49582

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 = (LineM‘𝐸)
rrx2linesl.s	⊢ 𝑆 = (((𝑌‘2) − (𝑋‘2)) / ((𝑌‘1) − (𝑋‘1)))

Assertion

Ref	Expression
rrx2linesl	⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ (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.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fveq1 6884	. . . 4 ⊢ (𝑋 = 𝑌 → (𝑋‘1) = (𝑌‘1))
2	1	necon3i 2992	. . 3 ⊢ ((𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1) → 𝑋 ≠ 𝑌)
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 = (LineM‘𝐸)
7	3, 4, 5, 6	rrx2line 49579	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ 𝑋 ≠ 𝑌) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ∃𝑡 ∈ ℝ ((𝑝‘1) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1))) ∧ (𝑝‘2) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘2)) + (𝑡 · (𝑌‘2))))})
8	2, 7	syl3an3 1183	. 2 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ∃𝑡 ∈ ℝ ((𝑝‘1) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1))) ∧ (𝑝‘2) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘2)) + (𝑡 · (𝑌‘2))))})
9		reex 11208	. . . . . . . 8 ⊢ ℝ ∈ V
10		prex 5411	. . . . . . . . 9 ⊢ {1, 2} ∈ V
11	3, 10	eqeltri 2861	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐼 ∈ V
12	9, 11	elmap 8875	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) ↔ 𝑝:𝐼⟶ℝ)
13		id 23	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → 𝑝:𝐼⟶ℝ)
14		1ex 11220	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1 ∈ V
15	14	prid1 4730	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ {1, 2}
16	15, 3	eleqtrri 2864	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ∈ 𝐼
17	16	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → 1 ∈ 𝐼)
18	13, 17	ffvelcdmd 7084	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
19	12, 18	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
20	19, 5	eleq2s 2883	. . . . 5 ⊢ (𝑝 ∈ 𝑃 → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
21	20	adantl 487	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
22	9, 11	elmap 8875	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) ↔ 𝑋:𝐼⟶ℝ)
23		id 23	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑋:𝐼⟶ℝ → 𝑋:𝐼⟶ℝ)
24	16	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑋:𝐼⟶ℝ → 1 ∈ 𝐼)
25	23, 24	ffvelcdmd 7084	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋:𝐼⟶ℝ → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
26	22, 25	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
27	26, 5	eleq2s 2883	. . . . . 6 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑃 → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
28	27	3ad2ant1 1151	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
29	28	adantr 486	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
30	9, 11	elmap 8875	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑌 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) ↔ 𝑌:𝐼⟶ℝ)
31		id 23	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑌:𝐼⟶ℝ → 𝑌:𝐼⟶ℝ)
32	16	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑌:𝐼⟶ℝ → 1 ∈ 𝐼)
33	31, 32	ffvelcdmd 7084	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑌:𝐼⟶ℝ → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
34	30, 33	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
35	34, 5	eleq2s 2883	. . . . . 6 ⊢ (𝑌 ∈ 𝑃 → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
36	35	3ad2ant2 1152	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
37	36	adantr 486	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
38		simpl3 1212	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1))
39		2ex 12335	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 2 ∈ V
40	39	prid2 4731	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 ∈ {1, 2}
41	40, 3	eleqtrri 2864	. . . . . . . . 9 ⊢ 2 ∈ 𝐼
42	41	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → 2 ∈ 𝐼)
43	13, 42	ffvelcdmd 7084	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
44	12, 43	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
45	44, 5	eleq2s 2883	. . . . 5 ⊢ (𝑝 ∈ 𝑃 → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
46	45	adantl 487	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
47	41	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑋:𝐼⟶ℝ → 2 ∈ 𝐼)
48	23, 47	ffvelcdmd 7084	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋:𝐼⟶ℝ → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
49	22, 48	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
50	49, 5	eleq2s 2883	. . . . . 6 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑃 → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
51	50	3ad2ant1 1151	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
52	51	adantr 486	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
53	5	eleq2i 2857	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑌 ∈ 𝑃 ↔ 𝑌 ∈ (ℝ ↑m 𝐼))
54	53, 30	bitri 278	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌 ∈ 𝑃 ↔ 𝑌:𝐼⟶ℝ)
55	41	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑌:𝐼⟶ℝ → 2 ∈ 𝐼)
56	31, 55	ffvelcdmd 7084	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌:𝐼⟶ℝ → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
57	54, 56	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ (𝑌 ∈ 𝑃 → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
58	57	3ad2ant2 1152	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
59	58	adantr 486	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
60		rrx2linesl.s	. . . 4 ⊢ 𝑆 = (((𝑌‘2) − (𝑋‘2)) / ((𝑌‘1) − (𝑋‘1)))
61	21, 29, 37, 38, 46, 52, 59, 60	affinecomb1 49541	. . 3 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (∃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))))
62	61	rabbidva 3424	. 2 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ ∃𝑡 ∈ ℝ ((𝑝‘1) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘1)) + (𝑡 · (𝑌‘1))) ∧ (𝑝‘2) = (((1 − 𝑡) · (𝑋‘2)) + (𝑡 · (𝑌‘2))))} = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ (𝑝‘2) = ((𝑆 · ((𝑝‘1) − (𝑋‘1))) + (𝑋‘2))})
63	8, 62	eqtrd 2800	1 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ (𝑝‘2) = ((𝑆 · ((𝑝‘1) − (𝑋‘1))) + (𝑋‘2))})

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2960  ∃wrex 3091  {crab 3418  Vcvv 3457  {cpr 4593  ⟶wf 6536  ‘cfv 6540  (class class class)co 7419   ↑_m cmap 8830  ℝcr 11116  1c1 11118   + caddc 11120   · cmul 11122   − cmin 11458   / cdiv 11888  2c2 12312  ℝ^crrx 25595  Line_Mcline 49566

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 7742  ax-cnex 11173  ax-resscn 11174  ax-1cn 11175  ax-icn 11176  ax-addcl 11177  ax-addrcl 11178  ax-mulcl 11179  ax-mulrcl 11180  ax-mulcom 11181  ax-addass 11182  ax-mulass 11183  ax-distr 11184  ax-i2m1 11185  ax-1ne0 11186  ax-1rid 11187  ax-rnegex 11188  ax-rrecex 11189  ax-cnre 11190  ax-pre-lttri 11191  ax-pre-lttrn 11192  ax-pre-ltadd 11193  ax-pre-mulgt0 11194  ax-pre-sup 11195  ax-addf 11196  ax-mulf 11197

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 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  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-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  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-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  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-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-of 7684  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-supp 8163  df-tpos 8228  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-map 8832  df-ixp 8902  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-fsupp 9329  df-sup 9409  df-pnf 11262  df-mnf 11263  df-xr 11264  df-ltxr 11265  df-le 11266  df-sub 11460  df-neg 11461  df-div 11889  df-nn 12251  df-2 12320  df-3 12321  df-4 12322  df-5 12323  df-6 12324  df-7 12325  df-8 12326  df-9 12327  df-n0 12522  df-z 12609  df-dec 12730  df-uz 12881  df-rp 13035  df-fz 13554  df-seq 14058  df-exp 14118  df-cj 15176  df-re 15177  df-im 15178  df-sqrt 15312  df-abs 15313  df-struct 17231  df-sets 17248  df-slot 17266  df-ndx 17278  df-base 17294  df-ress 17315  df-plusg 17347  df-mulr 17348  df-starv 17349  df-sca 17350  df-vsca 17351  df-ip 17352  df-tset 17353  df-ple 17354  df-ds 17356  df-unif 17357  df-hom 17358  df-cco 17359  df-0g 17518  df-prds 17524  df-pws 17526  df-mgm 18722  df-sgrp 18811  df-mnd 18827  df-mhm 18880  df-grp 19049  df-minusg 19050  df-sbg 19051  df-subg 19235  df-ghm 19330  df-cmn 19898  df-abl 19899  df-mgp 20263  df-rng 20277  df-ur 20310  df-ring 20363  df-cring 20364  df-oppr 20467  df-dvdsr 20487  df-unit 20488  df-invr 20518  df-dvr 20531  df-rhm 20602  df-subrng 20697  df-subrg 20721  df-drng 20881  df-field 20882  df-staf 20994  df-srng 20995  df-lmod 21035  df-lss 21105  df-sra 21346  df-rgmod 21347  df-cnfld 21575  df-refld 21807  df-dsmm 21934  df-frlm 21949  df-tng 24794  df-tcph 25381  df-rrx 25597  df-line 49568

This theorem is used by:  line2  49591