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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 = 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 = 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 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 p 1 = 1 t X 1 + t Y 1 p 2 = 1 t X 2 + t Y 2
10 reex V
11 prex 1 2 V
12 1 11 eqeltri I V
13 10 12 elmap p I p : I
14 id p : I p : I
15 1ex 1 V
16 15 prid1 1 1 2
17 16 1 eleqtrri 1 I
18 17 a1i p : I 1 I
19 14 18 ffvelrnd p : I p 1
20 13 19 sylbi p I p 1
21 20 3 eleq2s p P p 1
22 21 adantl X P Y P X 1 Y 1 p P p 1
23 10 12 elmap X I X : I
24 id X : I X : I
25 17 a1i X : I 1 I
26 24 25 ffvelrnd X : I X 1
27 23 26 sylbi X I X 1
28 27 3 eleq2s X P X 1
29 28 3ad2ant1 X P Y P X 1 Y 1 X 1
30 29 adantr X P Y P X 1 Y 1 p P X 1
31 10 12 elmap Y I Y : I
32 id Y : I Y : I
33 17 a1i Y : I 1 I
34 32 33 ffvelrnd Y : I Y 1
35 31 34 sylbi Y I Y 1
36 35 3 eleq2s Y P Y 1
37 36 3ad2ant2 X P Y P X 1 Y 1 Y 1
38 37 adantr X P Y P X 1 Y 1 p P Y 1
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 2 I
44 14 43 ffvelrnd p : I p 2
45 13 44 sylbi p I p 2
46 45 3 eleq2s p P p 2
47 46 adantl X P Y P X 1 Y 1 p P p 2
48 42 a1i X : I 2 I
49 24 48 ffvelrnd X : I X 2
50 23 49 sylbi X I X 2
51 50 3 eleq2s X P X 2
52 51 3ad2ant1 X P Y P X 1 Y 1 X 2
53 52 adantr X P Y P X 1 Y 1 p P X 2
54 3 eleq2i Y P Y I
55 54 31 bitri Y P Y : I
56 42 a1i Y : I 2 I
57 32 56 ffvelrnd Y : I Y 2
58 55 57 sylbi Y P Y 2
59 58 3ad2ant2 X P Y P X 1 Y 1 Y 2
60 59 adantr X P Y P X 1 Y 1 p P Y 2
61 22 30 38 39 47 53 60 5 affinecomb1 X P Y P X 1 Y 1 p P t 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 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