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Theorem itsclc0yqe

Description: Lemma for itsclc0 . Quadratic equation for the y-coordinate of the intersection points of an arbitrary line and a circle. This theorem holds even for degenerate lines ( A = B = 0 ). (Contributed by AV, 25-Feb-2023)

Ref Expression
Hypotheses itscnhlc0yqe.q ⊢ Q = A 2 + B 2
itscnhlc0yqe.t ⊢ T = − 2 ⁢ B ⁢ C
itscnhlc0yqe.u ⊢ U = C 2 − A 2 ⁢ R 2
Assertion itsclc0yqe ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → X 2 + Y 2 = R 2 ∧ A ⁢ X + B ⁢ Y = C → Q ⁢ Y 2 + T ⁢ Y + U = 0

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 itscnhlc0yqe.q ⊢ Q = A 2 + B 2
2 itscnhlc0yqe.t ⊢ T = − 2 ⁢ B ⁢ C
3 itscnhlc0yqe.u ⊢ U = C 2 − A 2 ⁢ R 2
4 simp11 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → A ∈ ℝ
5 4 anim1i ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ A = 0 → A ∈ ℝ ∧ A = 0
6 5 ancoms ⊢ A = 0 ∧ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → A ∈ ℝ ∧ A = 0
7 simpr12 ⊢ A = 0 ∧ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → B ∈ ℝ
8 simpr13 ⊢ A = 0 ∧ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → C ∈ ℝ
9 simpr2 ⊢ A = 0 ∧ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → R ∈ ℝ +
10 simpr3 ⊢ A = 0 ∧ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ
11 1 2 3 itschlc0yqe ⊢ A ∈ ℝ ∧ A = 0 ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → X 2 + Y 2 = R 2 ∧ A ⁢ X + B ⁢ Y = C → Q ⁢ Y 2 + T ⁢ Y + U = 0
12 6 7 8 9 10 11 syl311anc ⊢ A = 0 ∧ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → X 2 + Y 2 = R 2 ∧ A ⁢ X + B ⁢ Y = C → Q ⁢ Y 2 + T ⁢ Y + U = 0
13 12 ex ⊢ A = 0 → A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → X 2 + Y 2 = R 2 ∧ A ⁢ X + B ⁢ Y = C → Q ⁢ Y 2 + T ⁢ Y + U = 0
14 4 anim1i ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ ∧ A ≠ 0 → A ∈ ℝ ∧ A ≠ 0
15 14 ancoms ⊢ A ≠ 0 ∧ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → A ∈ ℝ ∧ A ≠ 0
16 simpr12 ⊢ A ≠ 0 ∧ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → B ∈ ℝ
17 simpr13 ⊢ A ≠ 0 ∧ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → C ∈ ℝ
18 simpr2 ⊢ A ≠ 0 ∧ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → R ∈ ℝ +
19 simpr3 ⊢ A ≠ 0 ∧ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ
20 1 2 3 itscnhlc0yqe ⊢ A ∈ ℝ ∧ A ≠ 0 ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → X 2 + Y 2 = R 2 ∧ A ⁢ X + B ⁢ Y = C → Q ⁢ Y 2 + T ⁢ Y + U = 0
21 15 16 17 18 19 20 syl311anc ⊢ A ≠ 0 ∧ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → X 2 + Y 2 = R 2 ∧ A ⁢ X + B ⁢ Y = C → Q ⁢ Y 2 + T ⁢ Y + U = 0
22 21 ex ⊢ A ≠ 0 → A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → X 2 + Y 2 = R 2 ∧ A ⁢ X + B ⁢ Y = C → Q ⁢ Y 2 + T ⁢ Y + U = 0
23 13 22 pm2.61ine ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ∈ ℝ ∧ Y ∈ ℝ → X 2 + Y 2 = R 2 ∧ A ⁢ X + B ⁢ Y = C → Q ⁢ Y 2 + T ⁢ Y + U = 0