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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 = 1 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 ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2

Proof

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