Theorem rrx2linesl 49674

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 6878	. . . 4 ⊢ (𝑋 = 𝑌 → (𝑋‘1) = (𝑌‘1))
2	1	necon3i 2987	. . 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 49671	. . 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 11216	. . . . . . . 8 ⊢ ℝ ∈ V
10		prex 5403	. . . . . . . . 9 ⊢ {1, 2} ∈ V
11	3, 10	eqeltri 2856	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐼 ∈ V
12	9, 11	elmap 8879	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) ↔ 𝑝:𝐼⟶ℝ)
13		id 23	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → 𝑝:𝐼⟶ℝ)
14		1ex 11228	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1 ∈ V
15	14	prid1 4723	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ {1, 2}
16	15, 3	eleqtrri 2859	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ∈ 𝐼
17	16	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → 1 ∈ 𝐼)
18	13, 17	ffvelcdmd 7079	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
19	12, 18	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
20	19, 5	eleq2s 2878	. . . . 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 8879	. . . . . . . 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 7079	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋:𝐼⟶ℝ → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
26	22, 25	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
27	26, 5	eleq2s 2878	. . . . . 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 8879	. . . . . . . 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 7079	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑌:𝐼⟶ℝ → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
34	30, 33	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
35	34, 5	eleq2s 2878	. . . . . 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 12343	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 2 ∈ V
40	39	prid2 4724	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 ∈ {1, 2}
41	40, 3	eleqtrri 2859	. . . . . . . . 9 ⊢ 2 ∈ 𝐼
42	41	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → 2 ∈ 𝐼)
43	13, 42	ffvelcdmd 7079	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
44	12, 43	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
45	44, 5	eleq2s 2878	. . . . 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 7079	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋:𝐼⟶ℝ → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
49	22, 48	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
50	49, 5	eleq2s 2878	. . . . . 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 2852	. . . . . . . 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 7079	. . . . . . 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 49633	. . 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 3418	. 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 2795	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 2145   ≠ wne 2955  ∃wrex 3086  {crab 3412  Vcvv 3450  {cpr 4586  ⟶wf 6529  ‘cfv 6533  (class class class)co 7414   ↑_m cmap 8827  ℝcr 11124  1c1 11126   + caddc 11128   · cmul 11130   − cmin 11466   / cdiv 11896  2c2 12320  ℝ^crrx 25612  Line_Mcline 49658

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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-cnex 11181  ax-resscn 11182  ax-1cn 11183  ax-icn 11184  ax-addcl 11185  ax-addrcl 11186  ax-mulcl 11187  ax-mulrcl 11188  ax-mulcom 11189  ax-addass 11190  ax-mulass 11191  ax-distr 11192  ax-i2m1 11193  ax-1ne0 11194  ax-1rid 11195  ax-rnegex 11196  ax-rrecex 11197  ax-cnre 11198  ax-pre-lttri 11199  ax-pre-lttrn 11200  ax-pre-ltadd 11201  ax-pre-mulgt0 11202  ax-pre-sup 11203  ax-addf 11204  ax-mulf 11205

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 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  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 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-of 7679  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-supp 8160  df-tpos 8225  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8456  df-2o 8457  df-er 8697  df-map 8829  df-ixp 8906  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-fin 8957  df-fsupp 9333  df-sup 9413  df-pnf 11270  df-mnf 11271  df-xr 11272  df-ltxr 11273  df-le 11274  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11897  df-nn 12259  df-2 12328  df-3 12329  df-4 12330  df-5 12331  df-6 12332  df-7 12333  df-8 12334  df-9 12335  df-n0 12530  df-z 12617  df-dec 12738  df-uz 12889  df-rp 13044  df-fz 13563  df-seq 14067  df-exp 14127  df-cj 15187  df-re 15188  df-im 15189  df-sqrt 15323  df-abs 15324  df-struct 17240  df-sets 17257  df-slot 17275  df-ndx 17287  df-base 17303  df-ress 17324  df-plusg 17356  df-mulr 17357  df-starv 17358  df-sca 17359  df-vsca 17360  df-ip 17361  df-tset 17362  df-ple 17363  df-ds 17365  df-unif 17366  df-hom 17367  df-cco 17368  df-0g 17527  df-prds 17533  df-pws 17535  df-mgm 18731  df-sgrp 18822  df-mnd 18838  df-mhm 18892  df-grp 19061  df-minusg 19062  df-sbg 19063  df-subg 19247  df-ghm 19342  df-cmn 19910  df-abl 19911  df-mgp 20275  df-rng 20289  df-ur 20322  df-ring 20375  df-cring 20376  df-oppr 20479  df-dvdsr 20499  df-unit 20500  df-invr 20530  df-dvr 20543  df-rhm 20614  df-subrng 20709  df-subrg 20733  df-drng 20893  df-field 20894  df-staf 21006  df-srng 21007  df-lmod 21047  df-lss 21117  df-sra 21358  df-rgmod 21359  df-cnfld 21587  df-refld 21819  df-dsmm 21946  df-frlm 21961  df-tng 24811  df-tcph 25398  df-rrx 25614  df-line 49660

This theorem is used by:  line2  49683