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Theorem itscnhlinecirc02plem3

Description: Lemma 3 for itscnhlinecirc02p . (Contributed by AV, 10-Mar-2023)

Ref Expression
Hypotheses itscnhlinecirc02p.i ⊢ I = 0 ..^ 2
itscnhlinecirc02p.e ⊢ E = I
itscnhlinecirc02p.p ⊢ P = ℝ I
itscnhlinecirc02p.s ⊢ S = Sphere ⁡ E
itscnhlinecirc02p.0 ⊢ 0 ˙ = I × 0
itscnhlinecirc02p.l ⊢ L = Line M ⁡ E
itscnhlinecirc02p.d ⊢ D = dist ⁡ E
Assertion itscnhlinecirc02plem3 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → 0 < − 2 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1 2 − 4 ⁢ X ⁡ 1 − Y ⁡ 1 2 + Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 2 ⁢ X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1 2 − X ⁡ 1 − Y ⁡ 1 2 ⁢ R 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 itscnhlinecirc02p.i ⊢ I = 0 ..^ 2
2 itscnhlinecirc02p.e ⊢ E = I
3 itscnhlinecirc02p.p ⊢ P = ℝ I
4 itscnhlinecirc02p.s ⊢ S = Sphere ⁡ E
5 itscnhlinecirc02p.0 ⊢ 0 ˙ = I × 0
6 itscnhlinecirc02p.l ⊢ L = Line M ⁡ E
7 itscnhlinecirc02p.d ⊢ D = dist ⁡ E
8 1 3 rrx2pxel ⊢ X ∈ P → X ⁡ 0 ∈ ℝ
9 1 3 rrx2pyel ⊢ X ∈ P → X ⁡ 1 ∈ ℝ
10 8 9 jca ⊢ X ∈ P → X ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 1 ∈ ℝ
11 10 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 → X ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 1 ∈ ℝ
12 11 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 1 ∈ ℝ
13 1 3 rrx2pxel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 0 ∈ ℝ
14 1 3 rrx2pyel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
15 13 14 jca ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 1 ∈ ℝ
16 15 3ad2ant2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 → Y ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 1 ∈ ℝ
17 16 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → Y ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 1 ∈ ℝ
18 simpl3 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1
19 rpre ⊢ R ∈ ℝ + → R ∈ ℝ
20 19 adantr ⊢ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → R ∈ ℝ
21 20 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → R ∈ ℝ
22 simpl1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X ∈ P
23 1 eqcomi ⊢ 0 ..^ 2 = I
24 23 fveq2i ⊢ 0 ..^ 2 = I
25 2nn0 ⊢ 2 ∈ ℕ 0
26 eqid ⊢ 𝔼 hil ⁡ 2 = 𝔼 hil ⁡ 2
27 26 ehlval ⊢ 2 ∈ ℕ 0 → 𝔼 hil ⁡ 2 = 0 ..^ 2
28 25 27 ax-mp ⊢ 𝔼 hil ⁡ 2 = 0 ..^ 2
29 24 28 2 3eqtr4ri ⊢ E = 𝔼 hil ⁡ 2
30 1 oveq2i ⊢ ℝ I = ℝ 0 ..^ 2
31 3 30 eqtri ⊢ P = ℝ 0 ..^ 2
32 1 xpeq1i ⊢ I × 0 = 0 ..^ 2 × 0
33 5 32 eqtri ⊢ 0 ˙ = 0 ..^ 2 × 0
34 29 31 7 33 ehl2eudisval0 ⊢ X ∈ P → X D 0 ˙ = X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2
35 22 34 syl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X D 0 ˙ = X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2
36 35 breq1d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X D 0 ˙ < R ↔ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R
37 rpge0 ⊢ R ∈ ℝ + → 0 ≤ R
38 19 37 sqrtsqd ⊢ R ∈ ℝ + → R 2 = R
39 38 eqcomd ⊢ R ∈ ℝ + → R = R 2
40 39 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → R = R 2
41 40 breq2d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R ↔ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2
42 41 biimpa ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2
43 22 8 syl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X ⁡ 0 ∈ ℝ
44 43 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 0 ∈ ℝ
45 44 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 0 2 ∈ ℝ
46 22 9 syl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X ⁡ 1 ∈ ℝ
47 46 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 1 ∈ ℝ
48 47 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 1 2 ∈ ℝ
49 45 48 readdcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 ∈ ℝ
50 44 sqge0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → 0 ≤ X ⁡ 0 2
51 47 sqge0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → 0 ≤ X ⁡ 1 2
52 45 48 50 51 addge0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → 0 ≤ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2
53 19 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → R ∈ ℝ
54 53 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → R ∈ ℝ
55 54 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → R 2 ∈ ℝ
56 54 sqge0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → 0 ≤ R 2
57 49 52 55 56 sqrtltd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2 ↔ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2
58 42 57 mpbird ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2
59 58 ex ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2
60 36 59 sylbid ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X D 0 ˙ < R → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2
61 60 impr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2
62 eqid ⊢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 = Y ⁡ 0 − X ⁡ 0
63 eqid ⊢ X ⁡ 1 − Y ⁡ 1 = X ⁡ 1 − Y ⁡ 1
64 eqid ⊢ X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1 = X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1
65 62 63 64 itscnhlinecirc02plem2 ⊢ X ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2 → 0 < − 2 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1 2 − 4 ⁢ X ⁡ 1 − Y ⁡ 1 2 + Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 2 ⁢ X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1 2 − X ⁡ 1 − Y ⁡ 1 2 ⁢ R 2
66 12 17 18 21 61 65 syl32anc ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → 0 < − 2 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1 2 − 4 ⁢ X ⁡ 1 − Y ⁡ 1 2 + Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 2 ⁢ X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1 2 − X ⁡ 1 − Y ⁡ 1 2 ⁢ R 2