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Theorem rrx2linest2

Description: The line passing through the two different points X and Y in a real Euclidean space of dimension 2 in another "standard form" (usually with ( p1 ) = x and ( p2 ) = y ). (Contributed by AV, 23-Feb-2023)

Ref Expression
Hypotheses rrx2linest2.i ⊢ I = 1 2
rrx2linest2.e ⊢ E = I
rrx2linest2.p ⊢ P = ℝ I
rrx2linest2.l ⊢ L = Line M ⁡ E
rrx2linest2.a ⊢ A = X ⁡ 2 − Y ⁡ 2
rrx2linest2.b ⊢ B = Y ⁡ 1 − X ⁡ 1
rrx2linest2.c ⊢ C = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
Assertion rrx2linest2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X L Y = p ∈ P | A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rrx2linest2.i ⊢ I = 1 2
2 rrx2linest2.e ⊢ E = I
3 rrx2linest2.p ⊢ P = ℝ I
4 rrx2linest2.l ⊢ L = Line M ⁡ E
5 rrx2linest2.a ⊢ A = X ⁡ 2 − Y ⁡ 2
6 rrx2linest2.b ⊢ B = Y ⁡ 1 − X ⁡ 1
7 rrx2linest2.c ⊢ C = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
8 eqid ⊢ Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 = Y ⁡ 2 − X ⁡ 2
9 1 2 3 4 6 8 7 rrx2linest ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X L Y = p ∈ P | B ⁢ p ⁡ 2 = Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 + C
10 eqcom ⊢ B ⁢ p ⁡ 2 = Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 + C ↔ Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 + C = B ⁢ p ⁡ 2
11 1 3 rrx2pyel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
12 11 3ad2ant2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
13 1 3 rrx2pyel ⊢ X ∈ P → X ⁡ 2 ∈ ℝ
14 13 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X ⁡ 2 ∈ ℝ
15 12 14 resubcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ∈ ℝ
16 15 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ∈ ℝ
17 1 3 rrx2pxel ⊢ p ∈ P → p ⁡ 1 ∈ ℝ
18 17 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → p ⁡ 1 ∈ ℝ
19 16 18 remulcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 ∈ ℝ
20 19 recnd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 ∈ ℂ
21 1 3 rrx2pxel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
22 21 3ad2ant2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
23 14 22 remulcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 ∈ ℝ
24 1 3 rrx2pxel ⊢ X ∈ P → X ⁡ 1 ∈ ℝ
25 24 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X ⁡ 1 ∈ ℝ
26 25 12 remulcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ∈ ℝ
27 23 26 resubcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ∈ ℝ
28 7 27 eqeltrid ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → C ∈ ℝ
29 28 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → C ∈ ℝ
30 29 recnd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → C ∈ ℂ
31 22 25 resubcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ∈ ℝ
32 6 31 eqeltrid ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → B ∈ ℝ
33 32 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → B ∈ ℝ
34 1 3 rrx2pyel ⊢ p ∈ P → p ⁡ 2 ∈ ℝ
35 34 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → p ⁡ 2 ∈ ℝ
36 33 35 remulcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → B ⁢ p ⁡ 2 ∈ ℝ
37 36 recnd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → B ⁢ p ⁡ 2 ∈ ℂ
38 20 30 37 addrsub ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 + C = B ⁢ p ⁡ 2 ↔ C = B ⁢ p ⁡ 2 − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1
39 eqcom ⊢ C = B ⁢ p ⁡ 2 − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 ↔ B ⁢ p ⁡ 2 − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 = C
40 14 12 resubcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ∈ ℝ
41 5 40 eqeltrid ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → A ∈ ℝ
42 41 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → A ∈ ℝ
43 42 18 remulcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → A ⁢ p ⁡ 1 ∈ ℝ
44 43 recnd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → A ⁢ p ⁡ 1 ∈ ℂ
45 44 37 addcomd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = B ⁢ p ⁡ 2 + A ⁢ p ⁡ 1
46 12 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
47 46 recnd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → Y ⁡ 2 ∈ ℂ
48 14 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → X ⁡ 2 ∈ ℝ
49 48 recnd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → X ⁡ 2 ∈ ℂ
50 47 49 negsubdi2d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 = X ⁡ 2 − Y ⁡ 2
51 5 50 eqtr4id ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → A = − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2
52 51 oveq1d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → A ⁢ p ⁡ 1 = − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1
53 16 recnd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ∈ ℂ
54 18 recnd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → p ⁡ 1 ∈ ℂ
55 53 54 mulneg1d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 = − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1
56 52 55 eqtrd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → A ⁢ p ⁡ 1 = − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1
57 56 oveq2d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → B ⁢ p ⁡ 2 + A ⁢ p ⁡ 1 = B ⁢ p ⁡ 2 + − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1
58 37 20 negsubd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → B ⁢ p ⁡ 2 + − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 = B ⁢ p ⁡ 2 − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1
59 45 57 58 3eqtrd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = B ⁢ p ⁡ 2 − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1
60 59 eqeq1d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C ↔ B ⁢ p ⁡ 2 − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 = C
61 39 60 bitr4id ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → C = B ⁢ p ⁡ 2 − Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 ↔ A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C
62 38 61 bitrd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 + C = B ⁢ p ⁡ 2 ↔ A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C
63 10 62 bitrid ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ p ∈ P → B ⁢ p ⁡ 2 = Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 + C ↔ A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C
64 63 rabbidva ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → p ∈ P | B ⁢ p ⁡ 2 = Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 + C = p ∈ P | A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C
65 9 64 eqtrd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X L Y = p ∈ P | A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C