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Theorem rrx2linesl

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 ( ( p2 ) - ( X2 ) ) = ( S x. ( ( p1 ) - ( X1 ) ) ) . (Contributed by AV, 22-Jan-2023)

Ref Expression
Hypotheses rrx2line.i ⊢ I = 1 2
rrx2line.e ⊢ E = I
rrx2line.b ⊢ P = ℝ I
rrx2line.l ⊢ L = Line M ⁡ E
rrx2linesl.s ⊢ S = Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 1 − X ⁡ 1
Assertion rrx2linesl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 → X L Y = p ∈ P | p ⁡ 2 = S ⁢ p ⁡ 1 − X ⁡ 1 + X ⁡ 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 rrx2linesl.s ⊢ S = Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 1 − X ⁡ 1
6 fveq1 ⊢ X = Y → X ⁡ 1 = Y ⁡ 1
7 6 necon3i ⊢ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 → X ≠ Y
8 1 2 3 4 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
9 7 8 syl3an3 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 → 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
10 reex ⊢ ℝ ∈ V
11 prex ⊢ 1 2 ∈ V
12 1 11 eqeltri ⊢ I ∈ V
13 10 12 elmap ⊢ p ∈ ℝ I ↔ p : I ⟶ ℝ
14 id ⊢ p : I ⟶ ℝ → p : I ⟶ ℝ
15 1ex ⊢ 1 ∈ V
16 15 prid1 ⊢ 1 ∈ 1 2
17 16 1 eleqtrri ⊢ 1 ∈ I
18 17 a1i ⊢ p : I ⟶ ℝ → 1 ∈ I
19 14 18 ffvelcdmd ⊢ p : I ⟶ ℝ → p ⁡ 1 ∈ ℝ
20 13 19 sylbi ⊢ p ∈ ℝ I → p ⁡ 1 ∈ ℝ
21 20 3 eleq2s ⊢ p ∈ P → p ⁡ 1 ∈ ℝ
22 21 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ p ∈ P → p ⁡ 1 ∈ ℝ
23 10 12 elmap ⊢ X ∈ ℝ I ↔ X : I ⟶ ℝ
24 id ⊢ X : I ⟶ ℝ → X : I ⟶ ℝ
25 17 a1i ⊢ X : I ⟶ ℝ → 1 ∈ I
26 24 25 ffvelcdmd ⊢ X : I ⟶ ℝ → X ⁡ 1 ∈ ℝ
27 23 26 sylbi ⊢ X ∈ ℝ I → X ⁡ 1 ∈ ℝ
28 27 3 eleq2s ⊢ X ∈ P → X ⁡ 1 ∈ ℝ
29 28 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 → X ⁡ 1 ∈ ℝ
30 29 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ p ∈ P → X ⁡ 1 ∈ ℝ
31 10 12 elmap ⊢ Y ∈ ℝ I ↔ Y : I ⟶ ℝ
32 id ⊢ Y : I ⟶ ℝ → Y : I ⟶ ℝ
33 17 a1i ⊢ Y : I ⟶ ℝ → 1 ∈ I
34 32 33 ffvelcdmd ⊢ Y : I ⟶ ℝ → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
35 31 34 sylbi ⊢ Y ∈ ℝ I → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
36 35 3 eleq2s ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
37 36 3ad2ant2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
38 37 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ p ∈ P → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
39 simpl3 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ p ∈ P → X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1
40 2ex ⊢ 2 ∈ V
41 40 prid2 ⊢ 2 ∈ 1 2
42 41 1 eleqtrri ⊢ 2 ∈ I
43 42 a1i ⊢ p : I ⟶ ℝ → 2 ∈ I
44 14 43 ffvelcdmd ⊢ p : I ⟶ ℝ → p ⁡ 2 ∈ ℝ
45 13 44 sylbi ⊢ p ∈ ℝ I → p ⁡ 2 ∈ ℝ
46 45 3 eleq2s ⊢ p ∈ P → p ⁡ 2 ∈ ℝ
47 46 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ p ∈ P → p ⁡ 2 ∈ ℝ
48 42 a1i ⊢ X : I ⟶ ℝ → 2 ∈ I
49 24 48 ffvelcdmd ⊢ X : I ⟶ ℝ → X ⁡ 2 ∈ ℝ
50 23 49 sylbi ⊢ X ∈ ℝ I → X ⁡ 2 ∈ ℝ
51 50 3 eleq2s ⊢ X ∈ P → X ⁡ 2 ∈ ℝ
52 51 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 → X ⁡ 2 ∈ ℝ
53 52 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ p ∈ P → X ⁡ 2 ∈ ℝ
54 3 eleq2i ⊢ Y ∈ P ↔ Y ∈ ℝ I
55 54 31 bitri ⊢ Y ∈ P ↔ Y : I ⟶ ℝ
56 42 a1i ⊢ Y : I ⟶ ℝ → 2 ∈ I
57 32 56 ffvelcdmd ⊢ Y : I ⟶ ℝ → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
58 55 57 sylbi ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
59 58 3ad2ant2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
60 59 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ p ∈ P → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
61 22 30 38 39 47 53 60 5 affinecomb1 ⊢ 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 ⊢ 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 9 62 eqtrd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 → X L Y = p ∈ P | p ⁡ 2 = S ⁢ p ⁡ 1 − X ⁡ 1 + X ⁡ 2