Metamath Proof Explorer


Theorem chordthmlem5

Description: If P is on the segment AB and AQ = BQ, then PA x. PB = BQ2 - PQ2. This follows from two uses of chordthmlem3 to show that PQ2 = QM2 + PM2 and BQ2 = QM2 + BM2, so BQ2 - PQ2 = (QM2 + BM2) - (QM2 + PM2) = BM2 - PM2, which equals PA x. PB by chordthmlem4 . (Contributed by David Moews, 28-Feb-2017)

Ref Expression
Hypotheses chordthmlem5.A ⊢ φ → A ∈ ℂ
chordthmlem5.B ⊢ φ → B ∈ ℂ
chordthmlem5.Q ⊢ φ → Q ∈ ℂ
chordthmlem5.X ⊢ φ → X ∈ 0 1
chordthmlem5.P ⊢ φ → P = X ⁢ A + 1 − X ⁢ B
chordthmlem5.ABequidistQ ⊢ φ → A − Q = B − Q
Assertion chordthmlem5 ⊢ φ → P − A ⁢ P − B = B − Q 2 − P − Q 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 chordthmlem5.A ⊢ φ → A ∈ ℂ
2 chordthmlem5.B ⊢ φ → B ∈ ℂ
3 chordthmlem5.Q ⊢ φ → Q ∈ ℂ
4 chordthmlem5.X ⊢ φ → X ∈ 0 1
5 chordthmlem5.P ⊢ φ → P = X ⁢ A + 1 − X ⁢ B
6 chordthmlem5.ABequidistQ ⊢ φ → A − Q = B − Q
7 1 2 addcld ⊢ φ → A + B ∈ ℂ
8 7 halfcld ⊢ φ → A + B 2 ∈ ℂ
9 3 8 subcld ⊢ φ → Q − A + B 2 ∈ ℂ
10 9 abscld ⊢ φ → Q − A + B 2 ∈ ℝ
11 10 recnd ⊢ φ → Q − A + B 2 ∈ ℂ
12 11 sqcld ⊢ φ → Q − A + B 2 2 ∈ ℂ
13 2 8 subcld ⊢ φ → B − A + B 2 ∈ ℂ
14 13 abscld ⊢ φ → B − A + B 2 ∈ ℝ
15 14 recnd ⊢ φ → B − A + B 2 ∈ ℂ
16 15 sqcld ⊢ φ → B − A + B 2 2 ∈ ℂ
17 unitssre ⊢ 0 1 ⊆ ℝ
18 17 4 sselid ⊢ φ → X ∈ ℝ
19 18 recnd ⊢ φ → X ∈ ℂ
20 19 1 mulcld ⊢ φ → X ⁢ A ∈ ℂ
21 1cnd ⊢ φ → 1 ∈ ℂ
22 21 19 subcld ⊢ φ → 1 − X ∈ ℂ
23 22 2 mulcld ⊢ φ → 1 − X ⁢ B ∈ ℂ
24 20 23 addcld ⊢ φ → X ⁢ A + 1 − X ⁢ B ∈ ℂ
25 5 24 eqeltrd ⊢ φ → P ∈ ℂ
26 25 8 subcld ⊢ φ → P − A + B 2 ∈ ℂ
27 26 abscld ⊢ φ → P − A + B 2 ∈ ℝ
28 27 recnd ⊢ φ → P − A + B 2 ∈ ℂ
29 28 sqcld ⊢ φ → P − A + B 2 2 ∈ ℂ
30 12 16 29 pnpcand ⊢ φ → Q − A + B 2 2 + B − A + B 2 2 - Q − A + B 2 2 + P − A + B 2 2 = B − A + B 2 2 − P − A + B 2 2
31 0red ⊢ φ → 0 ∈ ℝ
32 eqidd ⊢ φ → A + B 2 = A + B 2
33 1 mul02d ⊢ φ → 0 ⋅ A = 0
34 21 subid1d ⊢ φ → 1 − 0 = 1
35 34 oveq1d ⊢ φ → 1 − 0 ⁢ B = 1 ⁢ B
36 2 mullidd ⊢ φ → 1 ⁢ B = B
37 35 36 eqtrd ⊢ φ → 1 − 0 ⁢ B = B
38 33 37 oveq12d ⊢ φ → 0 ⋅ A + 1 − 0 ⁢ B = 0 + B
39 2 addlidd ⊢ φ → 0 + B = B
40 38 39 eqtr2d ⊢ φ → B = 0 ⋅ A + 1 − 0 ⁢ B
41 1 2 3 31 32 40 6 chordthmlem3 ⊢ φ → B − Q 2 = Q − A + B 2 2 + B − A + B 2 2
42 1 2 3 18 32 5 6 chordthmlem3 ⊢ φ → P − Q 2 = Q − A + B 2 2 + P − A + B 2 2
43 41 42 oveq12d ⊢ φ → B − Q 2 − P − Q 2 = Q − A + B 2 2 + B − A + B 2 2 - Q − A + B 2 2 + P − A + B 2 2
44 1 2 4 32 5 chordthmlem4 ⊢ φ → P − A ⁢ P − B = B − A + B 2 2 − P − A + B 2 2
45 30 43 44 3eqtr4rd ⊢ φ → P − A ⁢ P − B = B − Q 2 − P − Q 2