Metamath Proof Explorer


Theorem heron

Description: Heron's formula gives the area of a triangle given only the side lengths. If points A, B, C form a triangle, then the area of the triangle, represented here as ( 1 / 2 ) x. X x. Y x. abs ( sin O ) , is equal to the square root of S x. ( S - X ) x. ( S - Y ) x. ( S - Z ) , where S = ( X + Y + Z ) / 2 is half the perimeter of the triangle. Based on work by Jon Pennant. This is Metamath 100 proof #57. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Mar-2019)

Ref Expression
Hypotheses heron.f ⊢ F = x ∈ ℂ ∖ 0 , y ∈ ℂ ∖ 0 ⟼ ℑ ⁡ log ⁡ y x
heron.x ⊢ X = B − C
heron.y ⊢ Y = A − C
heron.z ⊢ Z = A − B
heron.o ⊢ O = B − C F A − C
heron.s ⊢ S = X + Y + Z 2
heron.a ⊢ φ → A ∈ ℂ
heron.b ⊢ φ → B ∈ ℂ
heron.c ⊢ φ → C ∈ ℂ
heron.ac ⊢ φ → A ≠ C
heron.bc ⊢ φ → B ≠ C
Assertion heron ⊢ φ → 1 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ sin ⁡ O = S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 heron.f ⊢ F = x ∈ ℂ ∖ 0 , y ∈ ℂ ∖ 0 ⟼ ℑ ⁡ log ⁡ y x
2 heron.x ⊢ X = B − C
3 heron.y ⊢ Y = A − C
4 heron.z ⊢ Z = A − B
5 heron.o ⊢ O = B − C F A − C
6 heron.s ⊢ S = X + Y + Z 2
7 heron.a ⊢ φ → A ∈ ℂ
8 heron.b ⊢ φ → B ∈ ℂ
9 heron.c ⊢ φ → C ∈ ℂ
10 heron.ac ⊢ φ → A ≠ C
11 heron.bc ⊢ φ → B ≠ C
12 1red ⊢ φ → 1 ∈ ℝ
13 12 rehalfcld ⊢ φ → 1 2 ∈ ℝ
14 8 9 subcld ⊢ φ → B − C ∈ ℂ
15 14 abscld ⊢ φ → B − C ∈ ℝ
16 2 15 eqeltrid ⊢ φ → X ∈ ℝ
17 7 9 subcld ⊢ φ → A − C ∈ ℂ
18 17 abscld ⊢ φ → A − C ∈ ℝ
19 3 18 eqeltrid ⊢ φ → Y ∈ ℝ
20 16 19 remulcld ⊢ φ → X ⁢ Y ∈ ℝ
21 13 20 remulcld ⊢ φ → 1 2 ⁢ X ⁢ Y ∈ ℝ
22 negpitopissre ⊢ − π π ⊆ ℝ
23 8 9 11 subne0d ⊢ φ → B − C ≠ 0
24 7 9 10 subne0d ⊢ φ → A − C ≠ 0
25 1 14 23 17 24 angcld ⊢ φ → B − C F A − C ∈ − π π
26 22 25 sselid ⊢ φ → B − C F A − C ∈ ℝ
27 26 recnd ⊢ φ → B − C F A − C ∈ ℂ
28 5 27 eqeltrid ⊢ φ → O ∈ ℂ
29 28 sincld ⊢ φ → sin ⁡ O ∈ ℂ
30 29 abscld ⊢ φ → sin ⁡ O ∈ ℝ
31 21 30 remulcld ⊢ φ → 1 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ sin ⁡ O ∈ ℝ
32 halfge0 ⊢ 0 ≤ 1 2
33 32 a1i ⊢ φ → 0 ≤ 1 2
34 14 absge0d ⊢ φ → 0 ≤ B − C
35 34 2 breqtrrdi ⊢ φ → 0 ≤ X
36 17 absge0d ⊢ φ → 0 ≤ A − C
37 36 3 breqtrrdi ⊢ φ → 0 ≤ Y
38 16 19 35 37 mulge0d ⊢ φ → 0 ≤ X ⁢ Y
39 13 20 33 38 mulge0d ⊢ φ → 0 ≤ 1 2 ⁢ X ⁢ Y
40 29 absge0d ⊢ φ → 0 ≤ sin ⁡ O
41 21 30 39 40 mulge0d ⊢ φ → 0 ≤ 1 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ sin ⁡ O
42 31 41 sqrtsqd ⊢ φ → 1 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ sin ⁡ O 2 = 1 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ sin ⁡ O
43 halfcn ⊢ 1 2 ∈ ℂ
44 43 a1i ⊢ φ → 1 2 ∈ ℂ
45 16 recnd ⊢ φ → X ∈ ℂ
46 19 recnd ⊢ φ → Y ∈ ℂ
47 45 46 mulcld ⊢ φ → X ⁢ Y ∈ ℂ
48 44 47 mulcld ⊢ φ → 1 2 ⁢ X ⁢ Y ∈ ℂ
49 30 recnd ⊢ φ → sin ⁡ O ∈ ℂ
50 48 49 sqmuld ⊢ φ → 1 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ sin ⁡ O 2 = 1 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2
51 2cnd ⊢ φ → 2 ∈ ℂ
52 2ne0 ⊢ 2 ≠ 0
53 52 a1i ⊢ φ → 2 ≠ 0
54 47 51 53 sqdivd ⊢ φ → X ⁢ Y 2 2 = X ⁢ Y 2 2 2
55 47 51 53 divrec2d ⊢ φ → X ⁢ Y 2 = 1 2 ⁢ X ⁢ Y
56 55 oveq1d ⊢ φ → X ⁢ Y 2 2 = 1 2 ⁢ X ⁢ Y 2
57 sq2 ⊢ 2 2 = 4
58 57 a1i ⊢ φ → 2 2 = 4
59 58 oveq2d ⊢ φ → X ⁢ Y 2 2 2 = X ⁢ Y 2 4
60 54 56 59 3eqtr3d ⊢ φ → 1 2 ⁢ X ⁢ Y 2 = X ⁢ Y 2 4
61 5 26 eqeltrid ⊢ φ → O ∈ ℝ
62 61 resincld ⊢ φ → sin ⁡ O ∈ ℝ
63 absresq ⊢ sin ⁡ O ∈ ℝ → sin ⁡ O 2 = sin ⁡ O 2
64 62 63 syl ⊢ φ → sin ⁡ O 2 = sin ⁡ O 2
65 60 64 oveq12d ⊢ φ → 1 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 = X ⁢ Y 2 4 ⁢ sin ⁡ O 2
66 47 sqcld ⊢ φ → X ⁢ Y 2 ∈ ℂ
67 29 sqcld ⊢ φ → sin ⁡ O 2 ∈ ℂ
68 66 67 mulcld ⊢ φ → X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 ∈ ℂ
69 4cn ⊢ 4 ∈ ℂ
70 69 a1i ⊢ φ → 4 ∈ ℂ
71 16 19 readdcld ⊢ φ → X + Y ∈ ℝ
72 7 8 subcld ⊢ φ → A − B ∈ ℂ
73 72 abscld ⊢ φ → A − B ∈ ℝ
74 4 73 eqeltrid ⊢ φ → Z ∈ ℝ
75 71 74 readdcld ⊢ φ → X + Y + Z ∈ ℝ
76 75 rehalfcld ⊢ φ → X + Y + Z 2 ∈ ℝ
77 6 76 eqeltrid ⊢ φ → S ∈ ℝ
78 77 recnd ⊢ φ → S ∈ ℂ
79 78 45 subcld ⊢ φ → S − X ∈ ℂ
80 78 79 mulcld ⊢ φ → S ⁢ S − X ∈ ℂ
81 78 46 subcld ⊢ φ → S − Y ∈ ℂ
82 74 recnd ⊢ φ → Z ∈ ℂ
83 78 82 subcld ⊢ φ → S − Z ∈ ℂ
84 81 83 mulcld ⊢ φ → S − Y ⁢ S − Z ∈ ℂ
85 80 84 mulcld ⊢ φ → S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z ∈ ℂ
86 70 85 mulcld ⊢ φ → 4 ⁢ S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z ∈ ℂ
87 4ne0 ⊢ 4 ≠ 0
88 87 a1i ⊢ φ → 4 ≠ 0
89 51 47 sqmuld ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 = 2 2 ⁢ X ⁢ Y 2
90 58 oveq1d ⊢ φ → 2 2 ⁢ X ⁢ Y 2 = 4 ⁢ X ⁢ Y 2
91 89 90 eqtr2d ⊢ φ → 4 ⁢ X ⁢ Y 2 = 2 ⁢ X ⁢ Y 2
92 91 oveq1d ⊢ φ → 4 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 = 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2
93 70 66 67 mulassd ⊢ φ → 4 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 = 4 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2
94 51 47 mulcld ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y ∈ ℂ
95 94 sqcld ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ∈ ℂ
96 95 67 mulcld ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 ∈ ℂ
97 46 82 mulcld ⊢ φ → Y ⁢ Z ∈ ℂ
98 51 97 mulcld ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z ∈ ℂ
99 98 sqcld ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 ∈ ℂ
100 46 sqcld ⊢ φ → Y 2 ∈ ℂ
101 82 sqcld ⊢ φ → Z 2 ∈ ℂ
102 45 sqcld ⊢ φ → X 2 ∈ ℂ
103 101 102 subcld ⊢ φ → Z 2 − X 2 ∈ ℂ
104 100 103 addcld ⊢ φ → Y 2 + Z 2 - X 2 ∈ ℂ
105 104 sqcld ⊢ φ → Y 2 + Z 2 - X 2 2 ∈ ℂ
106 99 105 subcld ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 − Y 2 + Z 2 - X 2 2 ∈ ℂ
107 28 coscld ⊢ φ → cos ⁡ O ∈ ℂ
108 107 sqcld ⊢ φ → cos ⁡ O 2 ∈ ℂ
109 95 108 mulcld ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ cos ⁡ O 2 ∈ ℂ
110 sincossq ⊢ O ∈ ℂ → sin ⁡ O 2 + cos ⁡ O 2 = 1
111 28 110 syl ⊢ φ → sin ⁡ O 2 + cos ⁡ O 2 = 1
112 111 oveq2d ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 + cos ⁡ O 2 = 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⋅ 1
113 95 67 108 adddid ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 + cos ⁡ O 2 = 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 + 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ cos ⁡ O 2
114 100 2timesd ⊢ φ → 2 ⁢ Y 2 = Y 2 + Y 2
115 100 103 100 ppncand ⊢ φ → Y 2 + Z 2 − X 2 + Y 2 − Z 2 − X 2 = Y 2 + Y 2
116 114 115 eqtr4d ⊢ φ → 2 ⁢ Y 2 = Y 2 + Z 2 − X 2 + Y 2 − Z 2 − X 2
117 103 2timesd ⊢ φ → 2 ⁢ Z 2 − X 2 = Z 2 − X 2 + Z 2 - X 2
118 100 103 103 pnncand ⊢ φ → Y 2 + Z 2 − X 2 - Y 2 − Z 2 − X 2 = Z 2 − X 2 + Z 2 - X 2
119 117 118 eqtr4d ⊢ φ → 2 ⁢ Z 2 − X 2 = Y 2 + Z 2 − X 2 - Y 2 − Z 2 − X 2
120 116 119 oveq12d ⊢ φ → 2 ⁢ Y 2 ⁢ 2 ⁢ Z 2 − X 2 = Y 2 + Z 2 − X 2 + Y 2 − Z 2 − X 2 ⁢ Y 2 + Z 2 − X 2 - Y 2 − Z 2 − X 2
121 2t2e4 ⊢ 2 ⋅ 2 = 4
122 121 70 eqeltrid ⊢ φ → 2 ⋅ 2 ∈ ℂ
123 122 100 103 mulassd ⊢ φ → 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ Z 2 − X 2 = 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ Z 2 − X 2
124 122 100 mulcld ⊢ φ → 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ∈ ℂ
125 124 101 102 subdid ⊢ φ → 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ Z 2 − X 2 = 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ Z 2 − 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ X 2
126 51 sqvald ⊢ φ → 2 2 = 2 ⋅ 2
127 46 82 sqmuld ⊢ φ → Y ⁢ Z 2 = Y 2 ⁢ Z 2
128 126 127 oveq12d ⊢ φ → 2 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 = 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ Z 2
129 51 97 sqmuld ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 = 2 2 ⁢ Y ⁢ Z 2
130 122 100 101 mulassd ⊢ φ → 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ Z 2 = 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ Z 2
131 128 129 130 3eqtr4d ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 = 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ Z 2
132 45 46 sqmuld ⊢ φ → X ⁢ Y 2 = X 2 ⁢ Y 2
133 102 100 mulcomd ⊢ φ → X 2 ⁢ Y 2 = Y 2 ⁢ X 2
134 132 133 eqtrd ⊢ φ → X ⁢ Y 2 = Y 2 ⁢ X 2
135 126 134 oveq12d ⊢ φ → 2 2 ⁢ X ⁢ Y 2 = 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ X 2
136 122 100 102 mulassd ⊢ φ → 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ X 2 = 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ X 2
137 135 89 136 3eqtr4d ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 = 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ X 2
138 131 137 oveq12d ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 − 2 ⁢ X ⁢ Y 2 = 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ Z 2 − 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ X 2
139 125 138 eqtr4d ⊢ φ → 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ Z 2 − X 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 − 2 ⁢ X ⁢ Y 2
140 51 51 100 103 mul4d ⊢ φ → 2 ⋅ 2 ⁢ Y 2 ⁢ Z 2 − X 2 = 2 ⁢ Y 2 ⁢ 2 ⁢ Z 2 − X 2
141 123 139 140 3eqtr3d ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 − 2 ⁢ X ⁢ Y 2 = 2 ⁢ Y 2 ⁢ 2 ⁢ Z 2 − X 2
142 100 103 subcld ⊢ φ → Y 2 − Z 2 − X 2 ∈ ℂ
143 subsq ⊢ Y 2 + Z 2 - X 2 ∈ ℂ ∧ Y 2 − Z 2 − X 2 ∈ ℂ → Y 2 + Z 2 - X 2 2 − Y 2 − Z 2 − X 2 2 = Y 2 + Z 2 − X 2 + Y 2 − Z 2 − X 2 ⁢ Y 2 + Z 2 − X 2 - Y 2 − Z 2 − X 2
144 104 142 143 syl2anc ⊢ φ → Y 2 + Z 2 - X 2 2 − Y 2 − Z 2 − X 2 2 = Y 2 + Z 2 − X 2 + Y 2 − Z 2 − X 2 ⁢ Y 2 + Z 2 − X 2 - Y 2 − Z 2 − X 2
145 120 141 144 3eqtr4d ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 − 2 ⁢ X ⁢ Y 2 = Y 2 + Z 2 - X 2 2 − Y 2 − Z 2 − X 2 2
146 145 oveq2d ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 − 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 − 2 ⁢ X ⁢ Y 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 − Y 2 + Z 2 - X 2 2 − Y 2 − Z 2 − X 2 2
147 99 95 nncand ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 − 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 − 2 ⁢ X ⁢ Y 2 = 2 ⁢ X ⁢ Y 2
148 142 sqcld ⊢ φ → Y 2 − Z 2 − X 2 2 ∈ ℂ
149 99 105 148 subsubd ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 − Y 2 + Z 2 - X 2 2 − Y 2 − Z 2 − X 2 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 - Y 2 + Z 2 - X 2 2 + Y 2 − Z 2 − X 2 2
150 146 147 149 3eqtr3d ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 - Y 2 + Z 2 - X 2 2 + Y 2 − Z 2 − X 2 2
151 95 mulridd ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⋅ 1 = 2 ⁢ X ⁢ Y 2
152 102 100 addcld ⊢ φ → X 2 + Y 2 ∈ ℂ
153 47 107 mulcld ⊢ φ → X ⁢ Y ⁢ cos ⁡ O ∈ ℂ
154 51 153 mulcld ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ cos ⁡ O ∈ ℂ
155 152 154 nncand ⊢ φ → X 2 + Y 2 - X 2 + Y 2 - 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ cos ⁡ O = 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ cos ⁡ O
156 100 101 subcld ⊢ φ → Y 2 − Z 2 ∈ ℂ
157 156 102 addcomd ⊢ φ → Y 2 - Z 2 + X 2 = X 2 + Y 2 - Z 2
158 100 101 102 subsubd ⊢ φ → Y 2 − Z 2 − X 2 = Y 2 - Z 2 + X 2
159 102 100 101 addsubassd ⊢ φ → X 2 + Y 2 - Z 2 = X 2 + Y 2 - Z 2
160 157 158 159 3eqtr4d ⊢ φ → Y 2 − Z 2 − X 2 = X 2 + Y 2 - Z 2
161 1 2 3 4 5 lawcos ⊢ A ∈ ℂ ∧ B ∈ ℂ ∧ C ∈ ℂ ∧ A ≠ C ∧ B ≠ C → Z 2 = X 2 + Y 2 - 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ cos ⁡ O
162 7 8 9 10 11 161 syl32anc ⊢ φ → Z 2 = X 2 + Y 2 - 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ cos ⁡ O
163 162 oveq2d ⊢ φ → X 2 + Y 2 - Z 2 = X 2 + Y 2 - X 2 + Y 2 - 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ cos ⁡ O
164 160 163 eqtrd ⊢ φ → Y 2 − Z 2 − X 2 = X 2 + Y 2 - X 2 + Y 2 - 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ cos ⁡ O
165 51 47 107 mulassd ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ cos ⁡ O = 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ cos ⁡ O
166 155 164 165 3eqtr4d ⊢ φ → Y 2 − Z 2 − X 2 = 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ cos ⁡ O
167 166 oveq1d ⊢ φ → Y 2 − Z 2 − X 2 2 = 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ cos ⁡ O 2
168 94 107 sqmuld ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ cos ⁡ O 2 = 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ cos ⁡ O 2
169 167 168 eqtr2d ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ cos ⁡ O 2 = Y 2 − Z 2 − X 2 2
170 169 oveq2d ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 - Y 2 + Z 2 - X 2 2 + 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ cos ⁡ O 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 - Y 2 + Z 2 - X 2 2 + Y 2 − Z 2 − X 2 2
171 150 151 170 3eqtr4d ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⋅ 1 = 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 - Y 2 + Z 2 - X 2 2 + 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ cos ⁡ O 2
172 112 113 171 3eqtr3d ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 + 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ cos ⁡ O 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 - Y 2 + Z 2 - X 2 2 + 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ cos ⁡ O 2
173 96 106 109 172 addcan2ad ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 − Y 2 + Z 2 - X 2 2
174 subsq ⊢ 2 ⁢ Y ⁢ Z ∈ ℂ ∧ Y 2 + Z 2 - X 2 ∈ ℂ → 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 − Y 2 + Z 2 - X 2 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2 + Z 2 − X 2 ⁢ 2 ⁢ Y ⁢ Z − Y 2 + Z 2 - X 2
175 98 104 174 syl2anc ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z 2 − Y 2 + Z 2 - X 2 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2 + Z 2 − X 2 ⁢ 2 ⁢ Y ⁢ Z − Y 2 + Z 2 - X 2
176 100 101 addcld ⊢ φ → Y 2 + Z 2 ∈ ℂ
177 98 176 102 addsubassd ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2 + Z 2 - X 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2 + Z 2 - X 2
178 100 101 102 addsubassd ⊢ φ → Y 2 + Z 2 - X 2 = Y 2 + Z 2 - X 2
179 178 oveq2d ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2 + Z 2 - X 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2 + Z 2 − X 2
180 177 179 eqtr2d ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2 + Z 2 − X 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2 + Z 2 - X 2
181 binom2 ⊢ Y ∈ ℂ ∧ Z ∈ ℂ → Y + Z 2 = Y 2 + 2 ⁢ Y ⁢ Z + Z 2
182 46 82 181 syl2anc ⊢ φ → Y + Z 2 = Y 2 + 2 ⁢ Y ⁢ Z + Z 2
183 100 98 101 add32d ⊢ φ → Y 2 + 2 ⁢ Y ⁢ Z + Z 2 = Y 2 + Z 2 + 2 ⁢ Y ⁢ Z
184 176 98 addcomd ⊢ φ → Y 2 + Z 2 + 2 ⁢ Y ⁢ Z = 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2 + Z 2
185 182 183 184 3eqtrd ⊢ φ → Y + Z 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2 + Z 2
186 185 oveq1d ⊢ φ → Y + Z 2 − X 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2 + Z 2 - X 2
187 46 82 addcld ⊢ φ → Y + Z ∈ ℂ
188 subsq ⊢ Y + Z ∈ ℂ ∧ X ∈ ℂ → Y + Z 2 − X 2 = Y + Z + X ⁢ Y + Z - X
189 187 45 188 syl2anc ⊢ φ → Y + Z 2 − X 2 = Y + Z + X ⁢ Y + Z - X
190 6 oveq2i ⊢ 2 ⁢ S = 2 ⁢ X + Y + Z 2
191 75 recnd ⊢ φ → X + Y + Z ∈ ℂ
192 191 51 53 divcan2d ⊢ φ → 2 ⁢ X + Y + Z 2 = X + Y + Z
193 190 192 eqtrid ⊢ φ → 2 ⁢ S = X + Y + Z
194 45 46 82 addassd ⊢ φ → X + Y + Z = X + Y + Z
195 45 187 addcomd ⊢ φ → X + Y + Z = Y + Z + X
196 193 194 195 3eqtrd ⊢ φ → 2 ⁢ S = Y + Z + X
197 51 78 45 subdid ⊢ φ → 2 ⁢ S − X = 2 ⁢ S − 2 ⁢ X
198 193 194 eqtrd ⊢ φ → 2 ⁢ S = X + Y + Z
199 45 2timesd ⊢ φ → 2 ⁢ X = X + X
200 198 199 oveq12d ⊢ φ → 2 ⁢ S − 2 ⁢ X = X + Y + Z - X + X
201 45 187 45 pnpcand ⊢ φ → X + Y + Z - X + X = Y + Z - X
202 197 200 201 3eqtrd ⊢ φ → 2 ⁢ S − X = Y + Z - X
203 196 202 oveq12d ⊢ φ → 2 ⁢ S ⁢ 2 ⁢ S − X = Y + Z + X ⁢ Y + Z - X
204 189 203 eqtr4d ⊢ φ → Y + Z 2 − X 2 = 2 ⁢ S ⁢ 2 ⁢ S − X
205 51 78 51 79 mul4d ⊢ φ → 2 ⁢ S ⁢ 2 ⁢ S − X = 2 ⋅ 2 ⁢ S ⁢ S − X
206 121 a1i ⊢ φ → 2 ⋅ 2 = 4
207 206 oveq1d ⊢ φ → 2 ⋅ 2 ⁢ S ⁢ S − X = 4 ⁢ S ⁢ S − X
208 204 205 207 3eqtrd ⊢ φ → Y + Z 2 − X 2 = 4 ⁢ S ⁢ S − X
209 180 186 208 3eqtr2d ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2 + Z 2 − X 2 = 4 ⁢ S ⁢ S − X
210 98 176 subcld ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z − Y 2 + Z 2 ∈ ℂ
211 210 102 addcomd ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z - Y 2 + Z 2 + X 2 = X 2 + 2 ⁢ Y ⁢ Z - Y 2 + Z 2
212 178 oveq2d ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z − Y 2 + Z 2 - X 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z − Y 2 + Z 2 - X 2
213 98 176 102 subsubd ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z − Y 2 + Z 2 - X 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z - Y 2 + Z 2 + X 2
214 212 213 eqtr3d ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z − Y 2 + Z 2 - X 2 = 2 ⁢ Y ⁢ Z - Y 2 + Z 2 + X 2
215 102 176 98 subsub2d ⊢ φ → X 2 − Y 2 + Z 2 - 2 ⁢ Y ⁢ Z = X 2 + 2 ⁢ Y ⁢ Z - Y 2 + Z 2
216 211 214 215 3eqtr4d ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z − Y 2 + Z 2 - X 2 = X 2 − Y 2 + Z 2 - 2 ⁢ Y ⁢ Z
217 100 101 98 addsubassd ⊢ φ → Y 2 + Z 2 - 2 ⁢ Y ⁢ Z = Y 2 + Z 2 - 2 ⁢ Y ⁢ Z
218 101 98 subcld ⊢ φ → Z 2 − 2 ⁢ Y ⁢ Z ∈ ℂ
219 100 218 addcomd ⊢ φ → Y 2 + Z 2 - 2 ⁢ Y ⁢ Z = Z 2 - 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2
220 46 82 mulcomd ⊢ φ → Y ⁢ Z = Z ⁢ Y
221 220 oveq2d ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z = 2 ⁢ Z ⁢ Y
222 221 oveq2d ⊢ φ → Z 2 − 2 ⁢ Y ⁢ Z = Z 2 − 2 ⁢ Z ⁢ Y
223 222 oveq1d ⊢ φ → Z 2 - 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2 = Z 2 - 2 ⁢ Z ⁢ Y + Y 2
224 217 219 223 3eqtrd ⊢ φ → Y 2 + Z 2 - 2 ⁢ Y ⁢ Z = Z 2 - 2 ⁢ Z ⁢ Y + Y 2
225 binom2sub ⊢ Z ∈ ℂ ∧ Y ∈ ℂ → Z − Y 2 = Z 2 - 2 ⁢ Z ⁢ Y + Y 2
226 82 46 225 syl2anc ⊢ φ → Z − Y 2 = Z 2 - 2 ⁢ Z ⁢ Y + Y 2
227 224 226 eqtr4d ⊢ φ → Y 2 + Z 2 - 2 ⁢ Y ⁢ Z = Z − Y 2
228 227 oveq2d ⊢ φ → X 2 − Y 2 + Z 2 - 2 ⁢ Y ⁢ Z = X 2 − Z − Y 2
229 82 46 subcld ⊢ φ → Z − Y ∈ ℂ
230 subsq ⊢ X ∈ ℂ ∧ Z − Y ∈ ℂ → X 2 − Z − Y 2 = X + Z - Y ⁢ X − Z − Y
231 45 229 230 syl2anc ⊢ φ → X 2 − Z − Y 2 = X + Z - Y ⁢ X − Z − Y
232 51 78 46 subdid ⊢ φ → 2 ⁢ S − Y = 2 ⁢ S − 2 ⁢ Y
233 45 46 82 add32d ⊢ φ → X + Y + Z = X + Z + Y
234 193 233 eqtrd ⊢ φ → 2 ⁢ S = X + Z + Y
235 46 2timesd ⊢ φ → 2 ⁢ Y = Y + Y
236 234 235 oveq12d ⊢ φ → 2 ⁢ S − 2 ⁢ Y = X + Z + Y - Y + Y
237 45 82 addcld ⊢ φ → X + Z ∈ ℂ
238 237 46 46 pnpcan2d ⊢ φ → X + Z + Y - Y + Y = X + Z - Y
239 45 82 46 238 assraddsubd ⊢ φ → X + Z + Y - Y + Y = X + Z - Y
240 232 236 239 3eqtrd ⊢ φ → 2 ⁢ S − Y = X + Z - Y
241 51 78 82 subdid ⊢ φ → 2 ⁢ S − Z = 2 ⁢ S − 2 ⁢ Z
242 82 2timesd ⊢ φ → 2 ⁢ Z = Z + Z
243 193 242 oveq12d ⊢ φ → 2 ⁢ S − 2 ⁢ Z = X + Y + Z - Z + Z
244 45 46 addcld ⊢ φ → X + Y ∈ ℂ
245 244 82 82 pnpcan2d ⊢ φ → X + Y + Z - Z + Z = X + Y - Z
246 45 82 46 subsub3d ⊢ φ → X − Z − Y = X + Y - Z
247 245 246 eqtr4d ⊢ φ → X + Y + Z - Z + Z = X − Z − Y
248 241 243 247 3eqtrd ⊢ φ → 2 ⁢ S − Z = X − Z − Y
249 240 248 oveq12d ⊢ φ → 2 ⁢ S − Y ⁢ 2 ⁢ S − Z = X + Z - Y ⁢ X − Z − Y
250 231 249 eqtr4d ⊢ φ → X 2 − Z − Y 2 = 2 ⁢ S − Y ⁢ 2 ⁢ S − Z
251 51 81 51 83 mul4d ⊢ φ → 2 ⁢ S − Y ⁢ 2 ⁢ S − Z = 2 ⋅ 2 ⁢ S − Y ⁢ S − Z
252 206 oveq1d ⊢ φ → 2 ⋅ 2 ⁢ S − Y ⁢ S − Z = 4 ⁢ S − Y ⁢ S − Z
253 250 251 252 3eqtrd ⊢ φ → X 2 − Z − Y 2 = 4 ⁢ S − Y ⁢ S − Z
254 216 228 253 3eqtrd ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z − Y 2 + Z 2 - X 2 = 4 ⁢ S − Y ⁢ S − Z
255 209 254 oveq12d ⊢ φ → 2 ⁢ Y ⁢ Z + Y 2 + Z 2 − X 2 ⁢ 2 ⁢ Y ⁢ Z − Y 2 + Z 2 - X 2 = 4 ⁢ S ⁢ S − X ⁢ 4 ⁢ S − Y ⁢ S − Z
256 173 175 255 3eqtrd ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 = 4 ⁢ S ⁢ S − X ⁢ 4 ⁢ S − Y ⁢ S − Z
257 70 84 mulcld ⊢ φ → 4 ⁢ S − Y ⁢ S − Z ∈ ℂ
258 70 80 257 mulassd ⊢ φ → 4 ⁢ S ⁢ S − X ⁢ 4 ⁢ S − Y ⁢ S − Z = 4 ⁢ S ⁢ S − X ⁢ 4 ⁢ S − Y ⁢ S − Z
259 80 70 84 mul12d ⊢ φ → S ⁢ S − X ⁢ 4 ⁢ S − Y ⁢ S − Z = 4 ⁢ S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z
260 259 oveq2d ⊢ φ → 4 ⁢ S ⁢ S − X ⁢ 4 ⁢ S − Y ⁢ S − Z = 4 ⁢ 4 ⁢ S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z
261 256 258 260 3eqtrd ⊢ φ → 2 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 = 4 ⁢ 4 ⁢ S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z
262 92 93 261 3eqtr3d ⊢ φ → 4 ⁢ X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 = 4 ⁢ 4 ⁢ S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z
263 68 86 70 88 262 mulcanad ⊢ φ → X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 = 4 ⁢ S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z
264 263 oveq1d ⊢ φ → X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 4 = 4 ⁢ S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z 4
265 66 67 70 88 div23d ⊢ φ → X ⁢ Y 2 ⁢ sin ⁡ O 2 4 = X ⁢ Y 2 4 ⁢ sin ⁡ O 2
266 77 16 resubcld ⊢ φ → S − X ∈ ℝ
267 77 266 remulcld ⊢ φ → S ⁢ S − X ∈ ℝ
268 77 19 resubcld ⊢ φ → S − Y ∈ ℝ
269 77 74 resubcld ⊢ φ → S − Z ∈ ℝ
270 268 269 remulcld ⊢ φ → S − Y ⁢ S − Z ∈ ℝ
271 267 270 remulcld ⊢ φ → S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z ∈ ℝ
272 271 recnd ⊢ φ → S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z ∈ ℂ
273 272 70 88 divcan3d ⊢ φ → 4 ⁢ S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z 4 = S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z
274 264 265 273 3eqtr3d ⊢ φ → X ⁢ Y 2 4 ⁢ sin ⁡ O 2 = S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z
275 50 65 274 3eqtrd ⊢ φ → 1 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ sin ⁡ O 2 = S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z
276 275 fveq2d ⊢ φ → 1 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ sin ⁡ O 2 = S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z
277 42 276 eqtr3d ⊢ φ → 1 2 ⁢ X ⁢ Y ⁢ sin ⁡ O = S ⁢ S − X ⁢ S − Y ⁢ S − Z