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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 ( ( p1 ) - ( X1 ) ) = ( S x. ( ( p0 ) - ( X0 ) ) ) . (Contributed by AV, 22-Jan-2023)

Ref Expression
Hypotheses rrx2line.i ⊢ I = 0 ..^ 2
rrx2line.e ⊢ E = I
rrx2line.b ⊢ P = ℝ I
rrx2line.l ⊢ L = Line M ⁡ E
rrx2linesl.s ⊢ S = Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 Y ⁡ 0 − X ⁡ 0
Assertion rrx2linesl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 → X L Y = p ∈ P | p ⁡ 1 = S ⁢ p ⁡ 0 − X ⁡ 0 + X ⁡ 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 rrx2linesl.s ⊢ S = Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 Y ⁡ 0 − X ⁡ 0
6 fveq1 ⊢ X = Y → X ⁡ 0 = Y ⁡ 0
7 6 necon3i ⊢ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 → X ≠ Y
8 1 2 3 4 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
9 7 8 syl3an3 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 → 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
10 1 3 rrx2pxel ⊢ p ∈ P → p ⁡ 0 ∈ ℝ
11 10 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 ∧ p ∈ P → p ⁡ 0 ∈ ℝ
12 1 3 rrx2pxel ⊢ X ∈ P → X ⁡ 0 ∈ ℝ
13 12 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 → X ⁡ 0 ∈ ℝ
14 13 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 ∧ p ∈ P → X ⁡ 0 ∈ ℝ
15 1 3 rrx2pxel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 0 ∈ ℝ
16 15 3ad2ant2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 → Y ⁡ 0 ∈ ℝ
17 16 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 ∧ p ∈ P → Y ⁡ 0 ∈ ℝ
18 simpl3 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 ∧ p ∈ P → X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0
19 1 3 rrx2pyel ⊢ p ∈ P → p ⁡ 1 ∈ ℝ
20 19 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 ∧ p ∈ P → p ⁡ 1 ∈ ℝ
21 1 3 rrx2pyel ⊢ X ∈ P → X ⁡ 1 ∈ ℝ
22 21 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 → X ⁡ 1 ∈ ℝ
23 22 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 ∧ p ∈ P → X ⁡ 1 ∈ ℝ
24 1 3 rrx2pyel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
25 24 3ad2ant2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
26 25 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 ∧ p ∈ P → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
27 11 14 17 18 20 23 26 5 affinecomb1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 ∧ p ∈ P → ∃ t ∈ ℝ p ⁡ 0 = 1 − t ⁢ X ⁡ 0 + t ⁢ Y ⁡ 0 ∧ p ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1 ↔ p ⁡ 1 = S ⁢ p ⁡ 0 − X ⁡ 0 + X ⁡ 1
28 27 rabbidva ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 → p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p ⁡ 0 = 1 − t ⁢ X ⁡ 0 + t ⁢ Y ⁡ 0 ∧ p ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1 = p ∈ P | p ⁡ 1 = S ⁢ p ⁡ 0 − X ⁡ 0 + X ⁡ 1
29 9 28 eqtrd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 0 ≠ Y ⁡ 0 → X L Y = p ∈ P | p ⁡ 1 = S ⁢ p ⁡ 0 − X ⁡ 0 + X ⁡ 1