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Theorem rrx2vlinest

Description: The vertical line passing through the two different points X and Y in a real Euclidean space of dimension 2 in "standard form". (Contributed by AV, 2-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 rrx2vlinest ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X L Y = p ∈ P | p ⁡ 1 = X ⁡ 1

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 fveq1 ⊢ X = Y → X ⁡ 2 = Y ⁡ 2
6 5 necon3i ⊢ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ≠ Y
7 6 adantl ⊢ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → 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 ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → 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 oveq2 ⊢ Y ⁡ 1 = X ⁡ 1 → t ⁢ Y ⁡ 1 = t ⁢ X ⁡ 1
11 10 oveq2d ⊢ Y ⁡ 1 = X ⁡ 1 → 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ X ⁡ 1
12 11 eqcoms ⊢ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 → 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ X ⁡ 1
13 12 adantr ⊢ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ X ⁡ 1
14 13 3ad2ant3 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ X ⁡ 1
15 14 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ X ⁡ 1
16 15 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ t ∈ ℝ → 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ X ⁡ 1
17 1 3 rrx2pxel ⊢ X ∈ P → X ⁡ 1 ∈ ℝ
18 17 recnd ⊢ X ∈ P → X ⁡ 1 ∈ ℂ
19 18 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ⁡ 1 ∈ ℂ
20 19 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → X ⁡ 1 ∈ ℂ
21 20 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ t ∈ ℝ → X ⁡ 1 ∈ ℂ
22 recn ⊢ t ∈ ℝ → t ∈ ℂ
23 22 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ t ∈ ℝ → t ∈ ℂ
24 21 23 affineid ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ t ∈ ℝ → 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ X ⁡ 1 = X ⁡ 1
25 16 24 eqtrd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ t ∈ ℝ → 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1 = X ⁡ 1
26 25 eqeq2d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ t ∈ ℝ → p ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1 ↔ p ⁡ 1 = X ⁡ 1
27 26 anbi1d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ t ∈ ℝ → p ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2 ↔ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2
28 27 rexbidva ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → ∃ t ∈ ℝ p ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2 ↔ ∃ t ∈ ℝ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2
29 simpl ⊢ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2 → p ⁡ 1 = X ⁡ 1
30 29 a1i ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ t ∈ ℝ → p ⁡ 1 = X ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2 → p ⁡ 1 = X ⁡ 1
31 30 rexlimdva ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → ∃ t ∈ ℝ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2 → p ⁡ 1 = X ⁡ 1
32 1 3 rrx2pyel ⊢ p ∈ P → p ⁡ 2 ∈ ℝ
33 32 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → p ⁡ 2 ∈ ℝ
34 1 3 rrx2pyel ⊢ X ∈ P → X ⁡ 2 ∈ ℝ
35 34 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ⁡ 2 ∈ ℝ
36 35 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → X ⁡ 2 ∈ ℝ
37 33 36 resubcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → p ⁡ 2 − X ⁡ 2 ∈ ℝ
38 1 3 rrx2pyel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
39 38 3ad2ant2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
40 39 35 resubcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ∈ ℝ
41 40 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ∈ ℝ
42 38 recnd ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 2 ∈ ℂ
43 42 3ad2ant2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → Y ⁡ 2 ∈ ℂ
44 34 recnd ⊢ X ∈ P → X ⁡ 2 ∈ ℂ
45 44 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ⁡ 2 ∈ ℂ
46 simpr ⊢ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2
47 46 necomd ⊢ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → Y ⁡ 2 ≠ X ⁡ 2
48 47 3ad2ant3 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → Y ⁡ 2 ≠ X ⁡ 2
49 43 45 48 subne0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ≠ 0
50 49 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ≠ 0
51 37 41 50 redivcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ∈ ℝ
52 51 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 → p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ∈ ℝ
53 oveq2 ⊢ t = p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 → 1 − t = 1 − p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2
54 53 oveq1d ⊢ t = p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 → 1 − t ⁢ X ⁡ 2 = 1 − p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ X ⁡ 2
55 oveq1 ⊢ t = p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 → t ⁢ Y ⁡ 2 = p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2
56 54 55 oveq12d ⊢ t = p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 → 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2 = 1 − p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ X ⁡ 2 + p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2
57 56 eqeq2d ⊢ t = p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 → p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2 ↔ p ⁡ 2 = 1 − p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ X ⁡ 2 + p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2
58 57 anbi2d ⊢ t = p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 → p ⁡ 1 = X ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2 ↔ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ X ⁡ 2 + p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2
59 58 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 ∧ t = p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 → p ⁡ 1 = X ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2 ↔ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ X ⁡ 2 + p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2
60 simpr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 → p ⁡ 1 = X ⁡ 1
61 44 mullidd ⊢ X ∈ P → 1 ⁢ X ⁡ 2 = X ⁡ 2
62 61 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → 1 ⁢ X ⁡ 2 = X ⁡ 2
63 62 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → 1 ⁢ X ⁡ 2 = X ⁡ 2
64 37 recnd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → p ⁡ 2 − X ⁡ 2 ∈ ℂ
65 42 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P → Y ⁡ 2 ∈ ℂ
66 44 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P → X ⁡ 2 ∈ ℂ
67 65 66 subcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P → Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ∈ ℂ
68 67 3adant3 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ∈ ℂ
69 68 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ∈ ℂ
70 64 69 50 divcan1d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 = p ⁡ 2 − X ⁡ 2
71 63 70 oveq12d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → 1 ⁢ X ⁡ 2 + p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 = X ⁡ 2 + p ⁡ 2 - X ⁡ 2
72 45 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → X ⁡ 2 ∈ ℂ
73 32 recnd ⊢ p ∈ P → p ⁡ 2 ∈ ℂ
74 73 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → p ⁡ 2 ∈ ℂ
75 72 74 pncan3d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → X ⁡ 2 + p ⁡ 2 - X ⁡ 2 = p ⁡ 2
76 71 75 eqtr2d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → p ⁡ 2 = 1 ⁢ X ⁡ 2 + p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2 − X ⁡ 2
77 76 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 → p ⁡ 2 = 1 ⁢ X ⁡ 2 + p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2 − X ⁡ 2
78 1cnd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → 1 ∈ ℂ
79 51 recnd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ∈ ℂ
80 43 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → Y ⁡ 2 ∈ ℂ
81 78 79 72 80 submuladdmuld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → 1 − p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ X ⁡ 2 + p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2 = 1 ⁢ X ⁡ 2 + p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2 − X ⁡ 2
82 81 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 → 1 − p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ X ⁡ 2 + p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2 = 1 ⁢ X ⁡ 2 + p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2 − X ⁡ 2
83 77 82 eqtr4d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 → p ⁡ 2 = 1 − p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ X ⁡ 2 + p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2
84 60 83 jca ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 → p ⁡ 1 = X ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ X ⁡ 2 + p ⁡ 2 − X ⁡ 2 Y ⁡ 2 − X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 2
85 52 59 84 rspcedvd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P ∧ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 → ∃ t ∈ ℝ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2
86 85 ex ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → p ⁡ 1 = X ⁡ 1 → ∃ t ∈ ℝ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2
87 31 86 impbid ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → ∃ t ∈ ℝ p ⁡ 1 = X ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2 ↔ p ⁡ 1 = X ⁡ 1
88 28 87 bitrd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ p ∈ P → ∃ t ∈ ℝ p ⁡ 1 = 1 − t ⁢ X ⁡ 1 + t ⁢ Y ⁡ 1 ∧ p ⁡ 2 = 1 − t ⁢ X ⁡ 2 + t ⁢ Y ⁡ 2 ↔ p ⁡ 1 = X ⁡ 1
89 88 rabbidva ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → 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 ⁡ 1 = X ⁡ 1
90 9 89 eqtrd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X L Y = p ∈ P | p ⁡ 1 = X ⁡ 1