Theorem rrx2linesl 49854

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 2988	. . 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 49851	. . 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 11291	. . . . . . . 8 ⊢ ℝ ∈ V
10		prex 5396	. . . . . . . . 9 ⊢ {1, 2} ∈ V
11	3, 10	eqeltri 2857	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐼 ∈ V
12	9, 11	elmap 8899	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) ↔ 𝑝:𝐼⟶ℝ)
13		id 23	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → 𝑝:𝐼⟶ℝ)
14		1ex 11303	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1 ∈ V
15	14	prid1 4723	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1 ∈ {1, 2}
16	15, 3	eleqtrri 2860	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ∈ 𝐼
17	16	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → 1 ∈ 𝐼)
18	13, 17	ffvelcdmd 7085	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
19	12, 18	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑝‘1) ∈ ℝ)
20	19, 5	eleq2s 2879	. . . . 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 8899	. . . . . . . 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 7085	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋:𝐼⟶ℝ → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
26	22, 25	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
27	26, 5	eleq2s 2879	. . . . . 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 8899	. . . . . . . 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 7085	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑌:𝐼⟶ℝ → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
34	30, 33	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝑌 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑌‘1) ∈ ℝ)
35	34, 5	eleq2s 2879	. . . . . 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 12420	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 2 ∈ V
40	39	prid2 4724	. . . . . . . . . 10 ⊢ 2 ∈ {1, 2}
41	40, 3	eleqtrri 2860	. . . . . . . . 9 ⊢ 2 ∈ 𝐼
42	41	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → 2 ∈ 𝐼)
43	13, 42	ffvelcdmd 7085	. . . . . . 7 ⊢ (𝑝:𝐼⟶ℝ → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
44	12, 43	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ (𝑝 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑝‘2) ∈ ℝ)
45	44, 5	eleq2s 2879	. . . . 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 7085	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋:𝐼⟶ℝ → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
49	22, 48	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ (ℝ ↑m 𝐼) → (𝑋‘2) ∈ ℝ)
50	49, 5	eleq2s 2879	. . . . . 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 2853	. . . . . . . 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 7085	. . . . . . 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 49813	. . 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 3419	. 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 2796	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 2956  ∃wrex 3087  {crab 3413  Vcvv 3451  {cpr 4586  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ↑_m cmap 8847  ℝcr 11199  1c1 11201   + caddc 11203   · cmul 11205   − cmin 11541   / cdiv 11973  2c2 12397  ℝ^crrx 25704  Line_Mcline 49838

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 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278  ax-addf 11279  ax-mulf 11280

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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  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 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8178  df-tpos 8243  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-map 8849  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fsupp 9354  df-sup 9434  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-div 11974  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-rp 13121  df-fz 13640  df-seq 14145  df-exp 14205  df-cj 15266  df-re 15267  df-im 15268  df-sqrt 15402  df-abs 15403  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-starv 17443  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-unif 17451  df-hom 17452  df-cco 17453  df-0g 17612  df-prds 17618  df-pws 17620  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-mhm 18978  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-sbg 19149  df-subg 19333  df-ghm 19428  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-ring 20461  df-cring 20462  df-oppr 20567  df-dvdsr 20587  df-unit 20588  df-invr 20618  df-dvr 20631  df-rhm 20702  df-subrng 20798  df-subrg 20822  df-drng 20982  df-field 20983  df-staf 21096  df-srng 21097  df-lmod 21137  df-lss 21207  df-sra 21448  df-rgmod 21449  df-cnfld 21679  df-refld 21911  df-dsmm 22038  df-frlm 22053  df-tng 24903  df-tcph 25490  df-rrx 25706  df-line 49840

This theorem is used by:  line2  49863