Theorem rrx2linesl 49407

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 6881	. . . 4 ⊢ (𝑋 = 𝑌 → (𝑋‘1) = (𝑌‘1))
2	1	necon3i 2996	. . 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 49404	. . 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 1181	. 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 11190	. . . . . . . 8 ⊢ ℝ ∈ V
10		prex 5410	. . . . . . . . 9 ⊢ {1, 2} ∈ V
11	3, 10	eqeltri 2865	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐼 ∈ V
12	9, 11	elmap 8868	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) ↔ 𝑝:𝐼⟶ℝ)
13		id 23	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → 𝑝:𝐼⟶ℝ)
14		1ex 11202	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1 ∈ V
15	14	prid1 4733	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ {1, 2}
16	15, 3	eleqtrri 2868	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ∈ 𝐼
17	16	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → 1 ∈ 𝐼)
18	13, 17	ffvelcdmd 7081	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
19	12, 18	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
20	19, 5	eleq2s 2887	. . . . 5 ⊢ (𝑝 ∈ 𝑃 → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
21	20	adantl 486	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
22	9, 11	elmap 8868	. . . . . . . 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 7081	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋:𝐼⟶ℝ → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
26	22, 25	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
27	26, 5	eleq2s 2887	. . . . . 6 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑃 → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
28	27	3ad2ant1 1149	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
29	28	adantr 485	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
30	9, 11	elmap 8868	. . . . . . . 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 7081	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑌:𝐼⟶ℝ → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
34	30, 33	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
35	34, 5	eleq2s 2887	. . . . . 6 ⊢ (𝑌 ∈ 𝑃 → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
36	35	3ad2ant2 1150	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
37	36	adantr 485	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
38		simpl3 1210	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1))
39		2ex 12317	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 2 ∈ V
40	39	prid2 4734	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 ∈ {1, 2}
41	40, 3	eleqtrri 2868	. . . . . . . . 9 ⊢ 2 ∈ 𝐼
42	41	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → 2 ∈ 𝐼)
43	13, 42	ffvelcdmd 7081	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
44	12, 43	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
45	44, 5	eleq2s 2887	. . . . 5 ⊢ (𝑝 ∈ 𝑃 → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
46	45	adantl 486	. . . 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 7081	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋:𝐼⟶ℝ → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
49	22, 48	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
50	49, 5	eleq2s 2887	. . . . . 6 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑃 → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
51	50	3ad2ant1 1149	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
52	51	adantr 485	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) ∧ 𝑝 ∈ 𝑃) → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
53	5	eleq2i 2861	. . . . . . . 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 7081	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌:𝐼⟶ℝ → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
57	54, 56	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ (𝑌 ∈ 𝑃 → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
58	57	3ad2ant2 1150	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑌‘2) ∈ ℝ)
59	58	adantr 485	. . . 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 49366	. . 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 3429	. 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 2804	1 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑃 ∧ 𝑌 ∈ 𝑃 ∧ (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)) → (𝑋𝐿𝑌) = {𝑝 ∈ 𝑃 ∣ (𝑝‘2) = ((𝑆 · ((𝑝‘1) − (𝑋‘1))) + (𝑋‘2))})

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   ∧ w3a 1101   = wceq 1567   ∈ wcel 2149   ≠ wne 2964  ∃wrex 3095  {crab 3423  Vcvv 3463  {cpr 4596  ⟶wf 6533  ‘cfv 6537  (class class class)co 7411   ↑_m cmap 8823  ℝcr 11098  1c1 11100   + caddc 11102   · cmul 11104   − cmin 11440   / cdiv 11870  2c2 12294  ℝ^crrx 25510  Line_Mcline 49391

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5242  ax-sep 5261  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-cnex 11155  ax-resscn 11156  ax-1cn 11157  ax-icn 11158  ax-addcl 11159  ax-addrcl 11160  ax-mulcl 11161  ax-mulrcl 11162  ax-mulcom 11163  ax-addass 11164  ax-mulass 11165  ax-distr 11166  ax-i2m1 11167  ax-1ne0 11168  ax-1rid 11169  ax-rnegex 11170  ax-rrecex 11171  ax-cnre 11172  ax-pre-lttri 11173  ax-pre-lttrn 11174  ax-pre-ltadd 11175  ax-pre-mulgt0 11176  ax-pre-sup 11177  ax-addf 11178  ax-mulf 11179

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4877  df-iun 4962  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5557  df-eprel 5562  df-po 5570  df-so 5571  df-fr 5615  df-we 5617  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7368  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-of 7675  df-om 7862  df-1st 7985  df-2nd 7986  df-supp 8156  df-tpos 8221  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-1o 8452  df-2o 8453  df-er 8693  df-map 8825  df-ixp 8895  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-fin 8946  df-fsupp 9321  df-sup 9401  df-pnf 11244  df-mnf 11245  df-xr 11246  df-ltxr 11247  df-le 11248  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11871  df-nn 12233  df-2 12302  df-3 12303  df-4 12304  df-5 12305  df-6 12306  df-7 12307  df-8 12308  df-9 12309  df-n0 12504  df-z 12591  df-dec 12711  df-uz 12862  df-rp 13016  df-fz 13535  df-seq 14037  df-exp 14097  df-cj 15149  df-re 15150  df-im 15151  df-sqrt 15285  df-abs 15286  df-struct 17206  df-sets 17223  df-slot 17241  df-ndx 17253  df-base 17269  df-ress 17290  df-plusg 17322  df-mulr 17323  df-starv 17324  df-sca 17325  df-vsca 17326  df-ip 17327  df-tset 17328  df-ple 17329  df-ds 17331  df-unif 17332  df-hom 17333  df-cco 17334  df-0g 17493  df-prds 17499  df-pws 17501  df-mgm 18697  df-sgrp 18776  df-mnd 18792  df-mhm 18840  df-grp 19002  df-minusg 19003  df-sbg 19004  df-subg 19188  df-ghm 19283  df-cmn 19851  df-abl 19852  df-mgp 20216  df-rng 20230  df-ur 20263  df-ring 20316  df-cring 20317  df-oppr 20418  df-dvdsr 20438  df-unit 20439  df-invr 20469  df-dvr 20482  df-rhm 20553  df-subrng 20630  df-subrg 20654  df-drng 20814  df-field 20815  df-staf 20919  df-srng 20920  df-lmod 20960  df-lss 21030  df-sra 21271  df-rgmod 21272  df-cnfld 21491  df-refld 21723  df-dsmm 21850  df-frlm 21865  df-tng 24709  df-tcph 25296  df-rrx 25512  df-line 49393

This theorem is referenced by:  line2  49416