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Theorem inlinecirc02plem

Description: Lemma for inlinecirc02p . (Contributed by AV, 7-May-2023) (Revised by AV, 15-May-2023)

Ref Expression
Hypotheses inlinecirc02p.i I = 1 2
inlinecirc02p.e E = I
inlinecirc02p.p P = I
inlinecirc02p.s S = Sphere E
inlinecirc02p.0 0 ˙ = I × 0
inlinecirc02p.l L = Line M E
inlinecirc02plem.q Q = A 2 + B 2
inlinecirc02plem.d D = R 2 Q C 2
inlinecirc02plem.a A = X 2 Y 2
inlinecirc02plem.b B = Y 1 X 1
inlinecirc02plem.c C = X 2 Y 1 X 1 Y 2
Assertion inlinecirc02plem X P Y P X Y R + 0 < D a P b P 0 ˙ S R X L Y = a b a b

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 inlinecirc02p.i I = 1 2
2 inlinecirc02p.e E = I
3 inlinecirc02p.p P = I
4 inlinecirc02p.s S = Sphere E
5 inlinecirc02p.0 0 ˙ = I × 0
6 inlinecirc02p.l L = Line M E
7 inlinecirc02plem.q Q = A 2 + B 2
8 inlinecirc02plem.d D = R 2 Q C 2
9 inlinecirc02plem.a A = X 2 Y 2
10 inlinecirc02plem.b B = Y 1 X 1
11 inlinecirc02plem.c C = X 2 Y 1 X 1 Y 2
12 simprr X P Y P X Y R + 0 < D 0 < D
13 12 gt0ne0d X P Y P X Y R + 0 < D D 0
14 1 3 rrx2pyel X P X 2
15 14 adantr X P Y P X 2
16 1 3 rrx2pyel Y P Y 2
17 16 adantl X P Y P Y 2
18 15 17 resubcld X P Y P X 2 Y 2
19 9 18 eqeltrid X P Y P A
20 19 3adant3 X P Y P X Y A
21 20 adantr X P Y P X Y R + 0 < D A
22 1 3 rrx2pxel Y P Y 1
23 22 adantl X P Y P Y 1
24 1 3 rrx2pxel X P X 1
25 24 adantr X P Y P X 1
26 23 25 resubcld X P Y P Y 1 X 1
27 10 26 eqeltrid X P Y P B
28 27 3adant3 X P Y P X Y B
29 28 adantr X P Y P X Y R + 0 < D B
30 15 23 remulcld X P Y P X 2 Y 1
31 25 17 remulcld X P Y P X 1 Y 2
32 30 31 resubcld X P Y P X 2 Y 1 X 1 Y 2
33 11 32 eqeltrid X P Y P C
34 33 3adant3 X P Y P X Y C
35 34 adantr X P Y P X Y R + 0 < D C
36 19 27 33 3jca X P Y P A B C
37 36 3adant3 X P Y P X Y A B C
38 rpre R + R
39 38 adantr R + 0 < D R
40 7 8 itsclc0lem3 A B C R D
41 37 39 40 syl2an X P Y P X Y R + 0 < D D
42 41 12 elrpd X P Y P X Y R + 0 < D D +
43 42 rprege0d X P Y P X Y R + 0 < D D 0 D
44 7 resum2sqcl A B Q
45 19 27 44 syl2anc X P Y P Q
46 45 3adant3 X P Y P X Y Q
47 1 3 10 9 rrx2pnedifcoorneorr X P Y P X Y B 0 A 0
48 47 orcomd X P Y P X Y A 0 B 0
49 7 resum2sqorgt0 A B A 0 B 0 0 < Q
50 20 28 48 49 syl3anc X P Y P X Y 0 < Q
51 50 gt0ne0d X P Y P X Y Q 0
52 46 51 jca X P Y P X Y Q Q 0
53 52 adantr X P Y P X Y R + 0 < D Q Q 0
54 itsclc0lem1 A B C D 0 D Q Q 0 A C + B D Q
55 21 29 35 43 53 54 syl311anc X P Y P X Y R + 0 < D A C + B D Q
56 itsclc0lem2 B A C D 0 D Q Q 0 B C A D Q
57 29 21 35 43 53 56 syl311anc X P Y P X Y R + 0 < D B C A D Q
58 55 57 jca X P Y P X Y R + 0 < D A C + B D Q B C A D Q
59 58 adantr X P Y P X Y R + 0 < D D 0 A C + B D Q B C A D Q
60 1 3 prelrrx2 A C + B D Q B C A D Q 1 A C + B D Q 2 B C A D Q P
61 59 60 syl X P Y P X Y R + 0 < D D 0 1 A C + B D Q 2 B C A D Q P
62 itsclc0lem2 A B C D 0 D Q Q 0 A C B D Q
63 21 29 35 43 53 62 syl311anc X P Y P X Y R + 0 < D A C B D Q
64 itsclc0lem1 B A C D 0 D Q Q 0 B C + A D Q
65 29 21 35 43 53 64 syl311anc X P Y P X Y R + 0 < D B C + A D Q
66 63 65 jca X P Y P X Y R + 0 < D A C B D Q B C + A D Q
67 66 adantr X P Y P X Y R + 0 < D D 0 A C B D Q B C + A D Q
68 1 3 prelrrx2 A C B D Q B C + A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q P
69 67 68 syl X P Y P X Y R + 0 < D D 0 1 A C B D Q 2 B C + A D Q P
70 simpl X P Y P X Y R + 0 < D X P Y P X Y
71 simprl X P Y P X Y R + 0 < D R +
72 0red X P Y P X Y R + 0 < D 0
73 72 41 12 ltled X P Y P X Y R + 0 < D 0 D
74 70 71 73 jca32 X P Y P X Y R + 0 < D X P Y P X Y R + 0 D
75 74 adantr X P Y P X Y R + 0 < D D 0 X P Y P X Y R + 0 D
76 1 2 3 4 5 7 8 6 9 10 11 itsclinecirc0in X P Y P X Y R + 0 D 0 ˙ S R X L Y = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q
77 75 76 syl X P Y P X Y R + 0 < D D 0 0 ˙ S R X L Y = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q
78 opex 1 A C + B D Q V
79 opex 2 B C A D Q V
80 opex 1 A C B D Q V
81 opex 2 B C + A D Q V
82 80 81 pm3.2i 1 A C B D Q V 2 B C + A D Q V
83 48 adantr X P Y P X Y R + 0 < D A 0 B 0
84 83 adantr X P Y P X Y R + 0 < D D 0 A 0 B 0
85 orcom A 0 B 0 B 0 A 0
86 21 recnd X P Y P X Y R + 0 < D A
87 86 adantr X P Y P X Y R + 0 < D B 0 A
88 35 recnd X P Y P X Y R + 0 < D C
89 88 adantr X P Y P X Y R + 0 < D B 0 C
90 87 89 mulcld X P Y P X Y R + 0 < D B 0 A C
91 29 recnd X P Y P X Y R + 0 < D B
92 91 adantr X P Y P X Y R + 0 < D B 0 B
93 41 recnd X P Y P X Y R + 0 < D D
94 93 adantr X P Y P X Y R + 0 < D B 0 D
95 94 sqrtcld X P Y P X Y R + 0 < D B 0 D
96 92 95 mulcld X P Y P X Y R + 0 < D B 0 B D
97 90 96 addcld X P Y P X Y R + 0 < D B 0 A C + B D
98 90 96 subcld X P Y P X Y R + 0 < D B 0 A C B D
99 46 adantr X P Y P X Y R + 0 < D Q
100 99 recnd X P Y P X Y R + 0 < D Q
101 51 adantr X P Y P X Y R + 0 < D Q 0
102 100 101 jca X P Y P X Y R + 0 < D Q Q 0
103 102 adantr X P Y P X Y R + 0 < D B 0 Q Q 0
104 div11 A C + B D A C B D Q Q 0 A C + B D Q = A C B D Q A C + B D = A C B D
105 97 98 103 104 syl3anc X P Y P X Y R + 0 < D B 0 A C + B D Q = A C B D Q A C + B D = A C B D
106 addsubeq0 A C B D A C + B D = A C B D B D = 0
107 90 96 106 syl2anc X P Y P X Y R + 0 < D B 0 A C + B D = A C B D B D = 0
108 41 73 resqrtcld X P Y P X Y R + 0 < D D
109 108 recnd X P Y P X Y R + 0 < D D
110 91 109 mul0ord X P Y P X Y R + 0 < D B D = 0 B = 0 D = 0
111 110 adantr X P Y P X Y R + 0 < D B 0 B D = 0 B = 0 D = 0
112 eqneqall B = 0 B 0 D = 0
113 112 com12 B 0 B = 0 D = 0
114 113 adantl X P Y P X Y R + 0 < D B 0 B = 0 D = 0
115 sqrt00 D 0 D D = 0 D = 0
116 41 73 115 syl2anc X P Y P X Y R + 0 < D D = 0 D = 0
117 116 biimpd X P Y P X Y R + 0 < D D = 0 D = 0
118 117 adantr X P Y P X Y R + 0 < D B 0 D = 0 D = 0
119 114 118 jaod X P Y P X Y R + 0 < D B 0 B = 0 D = 0 D = 0
120 111 119 sylbid X P Y P X Y R + 0 < D B 0 B D = 0 D = 0
121 107 120 sylbid X P Y P X Y R + 0 < D B 0 A C + B D = A C B D D = 0
122 105 121 sylbid X P Y P X Y R + 0 < D B 0 A C + B D Q = A C B D Q D = 0
123 122 necon3d X P Y P X Y R + 0 < D B 0 D 0 A C + B D Q A C B D Q
124 123 impancom X P Y P X Y R + 0 < D D 0 B 0 A C + B D Q A C B D Q
125 124 imp X P Y P X Y R + 0 < D D 0 B 0 A C + B D Q A C B D Q
126 125 olcd X P Y P X Y R + 0 < D D 0 B 0 1 1 A C + B D Q A C B D Q
127 1ex 1 V
128 ovex A C + B D Q V
129 127 128 opthne 1 A C + B D Q 1 A C B D Q 1 1 A C + B D Q A C B D Q
130 126 129 sylibr X P Y P X Y R + 0 < D D 0 B 0 1 A C + B D Q 1 A C B D Q
131 1ne2 1 2
132 131 orci 1 2 A C + B D Q B C + A D Q
133 127 128 opthne 1 A C + B D Q 2 B C + A D Q 1 2 A C + B D Q B C + A D Q
134 132 133 mpbir 1 A C + B D Q 2 B C + A D Q
135 130 134 jctir X P Y P X Y R + 0 < D D 0 B 0 1 A C + B D Q 1 A C B D Q 1 A C + B D Q 2 B C + A D Q
136 135 ex X P Y P X Y R + 0 < D D 0 B 0 1 A C + B D Q 1 A C B D Q 1 A C + B D Q 2 B C + A D Q
137 27 33 remulcld X P Y P B C
138 137 3adant3 X P Y P X Y B C
139 138 adantr X P Y P X Y R + 0 < D B C
140 21 108 remulcld X P Y P X Y R + 0 < D A D
141 139 140 resubcld X P Y P X Y R + 0 < D B C A D
142 141 recnd X P Y P X Y R + 0 < D B C A D
143 142 adantr X P Y P X Y R + 0 < D A 0 B C A D
144 29 35 remulcld X P Y P X Y R + 0 < D B C
145 144 140 readdcld X P Y P X Y R + 0 < D B C + A D
146 145 adantr X P Y P X Y R + 0 < D A 0 B C + A D
147 146 recnd X P Y P X Y R + 0 < D A 0 B C + A D
148 102 adantr X P Y P X Y R + 0 < D A 0 Q Q 0
149 div11 B C A D B C + A D Q Q 0 B C A D Q = B C + A D Q B C A D = B C + A D
150 143 147 148 149 syl3anc X P Y P X Y R + 0 < D A 0 B C A D Q = B C + A D Q B C A D = B C + A D
151 139 recnd X P Y P X Y R + 0 < D B C
152 140 recnd X P Y P X Y R + 0 < D A D
153 151 152 jca X P Y P X Y R + 0 < D B C A D
154 153 adantr X P Y P X Y R + 0 < D A 0 B C A D
155 eqcom B C A D = B C + A D B C + A D = B C A D
156 addsubeq0 B C A D B C + A D = B C A D A D = 0
157 155 156 syl5bb B C A D B C A D = B C + A D A D = 0
158 154 157 syl X P Y P X Y R + 0 < D A 0 B C A D = B C + A D A D = 0
159 86 109 mul0ord X P Y P X Y R + 0 < D A D = 0 A = 0 D = 0
160 159 adantr X P Y P X Y R + 0 < D A 0 A D = 0 A = 0 D = 0
161 eqneqall A = 0 A 0 D = 0
162 161 com12 A 0 A = 0 D = 0
163 162 adantl X P Y P X Y R + 0 < D A 0 A = 0 D = 0
164 117 adantr X P Y P X Y R + 0 < D A 0 D = 0 D = 0
165 163 164 jaod X P Y P X Y R + 0 < D A 0 A = 0 D = 0 D = 0
166 160 165 sylbid X P Y P X Y R + 0 < D A 0 A D = 0 D = 0
167 158 166 sylbid X P Y P X Y R + 0 < D A 0 B C A D = B C + A D D = 0
168 150 167 sylbid X P Y P X Y R + 0 < D A 0 B C A D Q = B C + A D Q D = 0
169 168 necon3d X P Y P X Y R + 0 < D A 0 D 0 B C A D Q B C + A D Q
170 169 impancom X P Y P X Y R + 0 < D D 0 A 0 B C A D Q B C + A D Q
171 170 imp X P Y P X Y R + 0 < D D 0 A 0 B C A D Q B C + A D Q
172 171 olcd X P Y P X Y R + 0 < D D 0 A 0 2 2 B C A D Q B C + A D Q
173 2ex 2 V
174 ovex B C A D Q V
175 173 174 opthne 2 B C A D Q 2 B C + A D Q 2 2 B C A D Q B C + A D Q
176 172 175 sylibr X P Y P X Y R + 0 < D D 0 A 0 2 B C A D Q 2 B C + A D Q
177 131 necomi 2 1
178 177 orci 2 1 B C A D Q A C B D Q
179 173 174 opthne 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 1 B C A D Q A C B D Q
180 178 179 mpbir 2 B C A D Q 1 A C B D Q
181 176 180 jctil X P Y P X Y R + 0 < D D 0 A 0 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C A D Q 2 B C + A D Q
182 181 ex X P Y P X Y R + 0 < D D 0 A 0 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C A D Q 2 B C + A D Q
183 136 182 orim12d X P Y P X Y R + 0 < D D 0 B 0 A 0 1 A C + B D Q 1 A C B D Q 1 A C + B D Q 2 B C + A D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C A D Q 2 B C + A D Q
184 85 183 syl5bi X P Y P X Y R + 0 < D D 0 A 0 B 0 1 A C + B D Q 1 A C B D Q 1 A C + B D Q 2 B C + A D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C A D Q 2 B C + A D Q
185 84 184 mpd X P Y P X Y R + 0 < D D 0 1 A C + B D Q 1 A C B D Q 1 A C + B D Q 2 B C + A D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C A D Q 2 B C + A D Q
186 prneimg 1 A C + B D Q V 2 B C A D Q V 1 A C B D Q V 2 B C + A D Q V 1 A C + B D Q 1 A C B D Q 1 A C + B D Q 2 B C + A D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C A D Q 2 B C + A D Q 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q
187 186 imp 1 A C + B D Q V 2 B C A D Q V 1 A C B D Q V 2 B C + A D Q V 1 A C + B D Q 1 A C B D Q 1 A C + B D Q 2 B C + A D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C A D Q 2 B C + A D Q 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q
188 78 79 82 185 187 mpsyl4anc X P Y P X Y R + 0 < D D 0 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q
189 77 188 jca X P Y P X Y R + 0 < D D 0 0 ˙ S R X L Y = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q
190 61 69 189 3jca X P Y P X Y R + 0 < D D 0 1 A C + B D Q 2 B C A D Q P 1 A C B D Q 2 B C + A D Q P 0 ˙ S R X L Y = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q
191 13 190 mpdan X P Y P X Y R + 0 < D 1 A C + B D Q 2 B C A D Q P 1 A C B D Q 2 B C + A D Q P 0 ˙ S R X L Y = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q
192 preq1 a = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q a b = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q b
193 192 eqeq2d a = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 0 ˙ S R X L Y = a b 0 ˙ S R X L Y = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q b
194 neeq1 a = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q a b 1 A C + B D Q 2 B C A D Q b
195 193 194 anbi12d a = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 0 ˙ S R X L Y = a b a b 0 ˙ S R X L Y = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q b 1 A C + B D Q 2 B C A D Q b
196 preq2 b = 1 A C B D Q 2 B C + A D Q 1 A C + B D Q 2 B C A D Q b = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q
197 196 eqeq2d b = 1 A C B D Q 2 B C + A D Q 0 ˙ S R X L Y = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q b 0 ˙ S R X L Y = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q
198 neeq2 b = 1 A C B D Q 2 B C + A D Q 1 A C + B D Q 2 B C A D Q b 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q
199 197 198 anbi12d b = 1 A C B D Q 2 B C + A D Q 0 ˙ S R X L Y = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q b 1 A C + B D Q 2 B C A D Q b 0 ˙ S R X L Y = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q
200 195 199 rspc2ev 1 A C + B D Q 2 B C A D Q P 1 A C B D Q 2 B C + A D Q P 0 ˙ S R X L Y = 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q 1 A C + B D Q 2 B C A D Q 1 A C B D Q 2 B C + A D Q a P b P 0 ˙ S R X L Y = a b a b
201 191 200 syl X P Y P X Y R + 0 < D a P b P 0 ˙ S R X L Y = a b a b