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Theorem rrx2line

Description: The line passing through the two different points X and Y in a real Euclidean space of dimension 2. (Contributed by AV, 22-Jan-2023) (Proof shortened by AV, 13-Feb-2023)

Ref Expression
Hypotheses rrx2line.i ⊢ I = 0 ..^ 2
rrx2line.e ⊢ E = I
rrx2line.b ⊢ P = ℝ I
rrx2line.l ⊢ L = Line M ⁡ E
Assertion rrx2line ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X L Y = p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p ⁡ 0 = 1 − t ⁢ X ⁡ 0 + t ⁢ Y ⁡ 0 ∧ p ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rrx2line.i ⊢ I = 0 ..^ 2
2 rrx2line.e ⊢ E = I
3 rrx2line.b ⊢ P = ℝ I
4 rrx2line.l ⊢ L = Line M ⁡ E
5 fzofi ⊢ 0 ..^ 2 ∈ Fin
6 1 5 eqeltri ⊢ I ∈ Fin
7 2 3 4 rrxlinec ⊢ I ∈ Fin ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X L Y = p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ ∀ i ∈ I p ⁡ i = 1 − t ⁢ X ⁡ i + t ⁢ Y ⁡ i
8 6 7 mpan ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X L Y = p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ ∀ i ∈ I p ⁡ i = 1 − t ⁢ X ⁡ i + t ⁢ Y ⁡ i
9 fzo0to2pr ⊢ 0 ..^ 2 = 0 1
10 1 9 eqtri ⊢ I = 0 1
11 10 a1i ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P ∧ t ∈ ℝ → I = 0 1
12 11 raleqdv ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P ∧ t ∈ ℝ → ∀ i ∈ I p ⁡ i = 1 − t ⁢ X ⁡ i + t ⁢ Y ⁡ i ↔ ∀ i ∈ 0 1 p ⁡ i = 1 − t ⁢ X ⁡ i + t ⁢ Y ⁡ i
13 c0ex ⊢ 0 ∈ V
14 1ex ⊢ 1 ∈ V
15 fveq2 ⊢ i = 0 → p ⁡ i = p ⁡ 0
16 fveq2 ⊢ i = 0 → X ⁡ i = X ⁡ 0
17 16 oveq2d ⊢ i = 0 → 1 − t ⁢ X ⁡ i = 1 − t ⁢ X ⁡ 0
18 fveq2 ⊢ i = 0 → Y ⁡ i = Y ⁡ 0
19 18 oveq2d ⊢ i = 0 → t ⁢ Y ⁡ i = t ⁢ Y ⁡ 0
20 17 19 oveq12d ⊢ i = 0 → 1 − t ⁢ X ⁡ i + t ⁢ Y ⁡ i = 1 − t ⁢ X ⁡ 0 + t ⁢ Y ⁡ 0
21 15 20 eqeq12d ⊢ i = 0 → p ⁡ i = 1 − t ⁢ X ⁡ i + t ⁢ Y ⁡ i ↔ p ⁡ 0 = 1 − t ⁢ X ⁡ 0 + t ⁢ Y ⁡ 0
22 fveq2 ⊢ i = 1 → p ⁡ i = p ⁡ 1
23 fveq2 ⊢ i = 1 → X ⁡ i = X ⁡ 1
24 23 oveq2d ⊢ i = 1 → 1 − t ⁢ X ⁡ i = 1 − t ⁢ X ⁡ 1
25 fveq2 ⊢ i = 1 → Y ⁡ i = Y ⁡ 1
26 25 oveq2d ⊢ i = 1 → t ⁢ Y ⁡ i = t ⁢ Y ⁡ 1
27 24 26 oveq12d ⊢ i = 1 → 1 − t ⁢ X ⁡ i + t ⁢ Y ⁡ i = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1
28 22 27 eqeq12d ⊢ i = 1 → p ⁡ i = 1 − t ⁢ X ⁡ i + t ⁢ Y ⁡ i ↔ p ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1
29 13 14 21 28 ralpr ⊢ ∀ i ∈ 0 1 p ⁡ i = 1 − t ⁢ X ⁡ i + t ⁢ Y ⁡ i ↔ p ⁡ 0 = 1 − t ⁢ X ⁡ 0 + t ⁢ Y ⁡ 0 ∧ p ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1
30 12 29 bitrdi ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P ∧ t ∈ ℝ → ∀ i ∈ I p ⁡ i = 1 − t ⁢ X ⁡ i + t ⁢ Y ⁡ i ↔ p ⁡ 0 = 1 − t ⁢ X ⁡ 0 + t ⁢ Y ⁡ 0 ∧ p ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1
31 30 rexbidva ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → ∃ t ∈ ℝ ∀ i ∈ I p ⁡ i = 1 − t ⁢ X ⁡ i + t ⁢ Y ⁡ i ↔ ∃ t ∈ ℝ p ⁡ 0 = 1 − t ⁢ X ⁡ 0 + t ⁢ Y ⁡ 0 ∧ p ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1
32 31 rabbidva ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ ∀ i ∈ I p ⁡ i = 1 − t ⁢ X ⁡ i + t ⁢ Y ⁡ i = p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p ⁡ 0 = 1 − t ⁢ X ⁡ 0 + t ⁢ Y ⁡ 0 ∧ p ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1
33 8 32 eqtrd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X L Y = p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p ⁡ 0 = 1 − t ⁢ X ⁡ 0 + t ⁢ Y ⁡ 0 ∧ p ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1