Metamath Proof Explorer

Definition df-constr

Description: Define the set of geometrically constructible points, by recursively adding the line-line, line-circle and circle-circle intersections constructions using points in a previous iteration. Definition 7.4. in Stewart p. 92. (Contributed by Saveliy Skresanov, 19-Jan-2025)

Ref Expression
Assertion df-constr ⊢ Constr = ⋃ rec ⁡ s ∈ V ⟼ x ∈ ℂ | ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0 ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f 0 1 ω

Detailed syntax breakdown

Step Hyp Ref Expression
0 cconstr class Constr
1 vs setvar s
2 cvv class V
3 vx setvar x
4 cc class ℂ
5 va setvar a
6 1 cv setvar s
7 vb setvar b
8 vc setvar c
9 vd setvar d
10 vt setvar t
11 cr class ℝ
12 vr setvar r
13 3 cv setvar x
14 5 cv setvar a
15 caddc class +
16 10 cv setvar t
17 cmul class ×
18 7 cv setvar b
19 cmin class −
20 18 14 19 co class b − a
21 16 20 17 co class t ⁢ b − a
22 14 21 15 co class a + t ⁢ b − a
23 13 22 wceq wff x = a + t ⁢ b − a
24 8 cv setvar c
25 12 cv setvar r
26 9 cv setvar d
27 26 24 19 co class d − c
28 25 27 17 co class r ⁢ d − c
29 24 28 15 co class c + r ⁢ d − c
30 13 29 wceq wff x = c + r ⁢ d − c
31 cim class ℑ
32 ccj class *
33 20 32 cfv class b − a ‾
34 33 27 17 co class b − a ‾ ⁢ d − c
35 34 31 cfv class ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c
36 cc0 class 0
37 35 36 wne wff ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0
38 23 30 37 w3a wff x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0
39 38 12 11 wrex wff ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0
40 39 10 11 wrex wff ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0
41 40 9 6 wrex wff ∃ d ∈ s ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0
42 41 8 6 wrex wff ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0
43 42 7 6 wrex wff ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0
44 43 5 6 wrex wff ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0
45 ve setvar e
46 vf setvar f
47 cabs class abs
48 13 24 19 co class x − c
49 48 47 cfv class x − c
50 45 cv setvar e
51 46 cv setvar f
52 50 51 19 co class e − f
53 52 47 cfv class e − f
54 49 53 wceq wff x − c = e − f
55 23 54 wa wff x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f
56 55 10 11 wrex wff ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f
57 56 46 6 wrex wff ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f
58 57 45 6 wrex wff ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f
59 58 8 6 wrex wff ∃ c ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f
60 59 7 6 wrex wff ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f
61 60 5 6 wrex wff ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f
62 14 26 wne wff a ≠ d
63 13 14 19 co class x − a
64 63 47 cfv class x − a
65 18 24 19 co class b − c
66 65 47 cfv class b − c
67 64 66 wceq wff x − a = b − c
68 13 26 19 co class x − d
69 68 47 cfv class x − d
70 69 53 wceq wff x − d = e − f
71 62 67 70 w3a wff a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f
72 71 46 6 wrex wff ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f
73 72 45 6 wrex wff ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f
74 73 9 6 wrex wff ∃ d ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f
75 74 8 6 wrex wff ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f
76 75 7 6 wrex wff ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f
77 76 5 6 wrex wff ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f
78 44 61 77 w3o wff ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0 ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f
79 78 3 4 crab class x ∈ ℂ | ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0 ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f
80 1 2 79 cmpt class s ∈ V ⟼ x ∈ ℂ | ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0 ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f
81 c1 class 1
82 36 81 cpr class 0 1
83 80 82 crdg class rec ⁡ s ∈ V ⟼ x ∈ ℂ | ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0 ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f 0 1
84 com class ω
85 83 84 cima class rec ⁡ s ∈ V ⟼ x ∈ ℂ | ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0 ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f 0 1 ω
86 85 cuni class ⋃ rec ⁡ s ∈ V ⟼ x ∈ ℂ | ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0 ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f 0 1 ω
87 0 86 wceq wff Constr = ⋃ rec ⁡ s ∈ V ⟼ x ∈ ℂ | ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ t ∈ ℝ ∃ r ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x = c + r ⁢ d − c ∧ ℑ ⁡ b − a ‾ ⁢ d − c ≠ 0 ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s ∃ t ∈ ℝ x = a + t ⁢ b − a ∧ x − c = e − f ∨ ∃ a ∈ s ∃ b ∈ s ∃ c ∈ s ∃ d ∈ s ∃ e ∈ s ∃ f ∈ s a ≠ d ∧ x − a = b − c ∧ x − d = e − f 0 1 ω