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Theorem itsclinecirc0

Description: The intersection points of a line through two different points Y and Z and a circle around the origin, using the definition of a line in a two dimensional Euclidean space. (Contributed by AV, 25-Feb-2023) (Proof shortened by AV, 16-May-2023)

Ref Expression
Hypotheses itsclc0.i ⊢ I = 1 2
itsclc0.e ⊢ E = I
itsclc0.p ⊢ P = ℝ I
itsclc0.s ⊢ S = Sphere ⁡ E
itsclc0.0 ⊢ 0 ˙ = I × 0
itsclc0.q ⊢ Q = A 2 + B 2
itsclc0.d ⊢ D = R 2 ⁢ Q − C 2
itsclinecirc0.l ⊢ L = Line M ⁡ E
itsclinecirc0.a ⊢ A = Y ⁡ 2 − Z ⁡ 2
itsclinecirc0.b ⊢ B = Z ⁡ 1 − Y ⁡ 1
itsclinecirc0.c ⊢ C = Y ⁡ 2 ⁢ Z ⁡ 1 − Y ⁡ 1 ⁢ Z ⁡ 2
Assertion itsclinecirc0 ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z ∧ R ∈ ℝ + ∧ 0 ≤ D → X ∈ 0 ˙ S R ∧ X ∈ Y L Z → X ⁡ 1 = A ⁢ C + B ⁢ D Q ∧ X ⁡ 2 = B ⁢ C − A ⁢ D Q ∨ X ⁡ 1 = A ⁢ C − B ⁢ D Q ∧ X ⁡ 2 = B ⁢ C + A ⁢ D Q

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 itsclc0.i ⊢ I = 1 2
2 itsclc0.e ⊢ E = I
3 itsclc0.p ⊢ P = ℝ I
4 itsclc0.s ⊢ S = Sphere ⁡ E
5 itsclc0.0 ⊢ 0 ˙ = I × 0
6 itsclc0.q ⊢ Q = A 2 + B 2
7 itsclc0.d ⊢ D = R 2 ⁢ Q − C 2
8 itsclinecirc0.l ⊢ L = Line M ⁡ E
9 itsclinecirc0.a ⊢ A = Y ⁡ 2 − Z ⁡ 2
10 itsclinecirc0.b ⊢ B = Z ⁡ 1 − Y ⁡ 1
11 itsclinecirc0.c ⊢ C = Y ⁡ 2 ⁢ Z ⁡ 1 − Y ⁡ 1 ⁢ Z ⁡ 2
12 1 2 3 8 9 10 11 rrx2linest2 ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → Y L Z = p ∈ P | A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C
13 12 adantr ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z ∧ R ∈ ℝ + ∧ 0 ≤ D → Y L Z = p ∈ P | A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C
14 13 eleq2d ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z ∧ R ∈ ℝ + ∧ 0 ≤ D → X ∈ Y L Z ↔ X ∈ p ∈ P | A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C
15 14 anbi2d ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z ∧ R ∈ ℝ + ∧ 0 ≤ D → X ∈ 0 ˙ S R ∧ X ∈ Y L Z ↔ X ∈ 0 ˙ S R ∧ X ∈ p ∈ P | A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C
16 1 3 rrx2pyel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
17 16 3ad2ant1 ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
18 1 3 rrx2pyel ⊢ Z ∈ P → Z ⁡ 2 ∈ ℝ
19 18 3ad2ant2 ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → Z ⁡ 2 ∈ ℝ
20 17 19 resubcld ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → Y ⁡ 2 − Z ⁡ 2 ∈ ℝ
21 9 20 eqeltrid ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → A ∈ ℝ
22 21 adantr ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z ∧ R ∈ ℝ + ∧ 0 ≤ D → A ∈ ℝ
23 1 3 rrx2pxel ⊢ Z ∈ P → Z ⁡ 1 ∈ ℝ
24 23 3ad2ant2 ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → Z ⁡ 1 ∈ ℝ
25 1 3 rrx2pxel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
26 25 3ad2ant1 ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
27 24 26 resubcld ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → Z ⁡ 1 − Y ⁡ 1 ∈ ℝ
28 10 27 eqeltrid ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → B ∈ ℝ
29 28 adantr ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z ∧ R ∈ ℝ + ∧ 0 ≤ D → B ∈ ℝ
30 17 24 remulcld ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → Y ⁡ 2 ⁢ Z ⁡ 1 ∈ ℝ
31 26 19 remulcld ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → Y ⁡ 1 ⁢ Z ⁡ 2 ∈ ℝ
32 30 31 resubcld ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → Y ⁡ 2 ⁢ Z ⁡ 1 − Y ⁡ 1 ⁢ Z ⁡ 2 ∈ ℝ
33 11 32 eqeltrid ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → C ∈ ℝ
34 33 adantr ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z ∧ R ∈ ℝ + ∧ 0 ≤ D → C ∈ ℝ
35 1 3 10 9 rrx2pnedifcoorneorr ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → B ≠ 0 ∨ A ≠ 0
36 35 orcomd ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z → A ≠ 0 ∨ B ≠ 0
37 36 adantr ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z ∧ R ∈ ℝ + ∧ 0 ≤ D → A ≠ 0 ∨ B ≠ 0
38 simpr ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z ∧ R ∈ ℝ + ∧ 0 ≤ D → R ∈ ℝ + ∧ 0 ≤ D
39 eqid ⊢ p ∈ P | A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C = p ∈ P | A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C
40 1 2 3 4 5 6 7 39 itsclc0 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ A ≠ 0 ∨ B ≠ 0 ∧ R ∈ ℝ + ∧ 0 ≤ D → X ∈ 0 ˙ S R ∧ X ∈ p ∈ P | A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C → X ⁡ 1 = A ⁢ C + B ⁢ D Q ∧ X ⁡ 2 = B ⁢ C − A ⁢ D Q ∨ X ⁡ 1 = A ⁢ C − B ⁢ D Q ∧ X ⁡ 2 = B ⁢ C + A ⁢ D Q
41 22 29 34 37 38 40 syl311anc ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z ∧ R ∈ ℝ + ∧ 0 ≤ D → X ∈ 0 ˙ S R ∧ X ∈ p ∈ P | A ⁢ p ⁡ 1 + B ⁢ p ⁡ 2 = C → X ⁡ 1 = A ⁢ C + B ⁢ D Q ∧ X ⁡ 2 = B ⁢ C − A ⁢ D Q ∨ X ⁡ 1 = A ⁢ C − B ⁢ D Q ∧ X ⁡ 2 = B ⁢ C + A ⁢ D Q
42 15 41 sylbid ⊢ Y ∈ P ∧ Z ∈ P ∧ Y ≠ Z ∧ R ∈ ℝ + ∧ 0 ≤ D → X ∈ 0 ˙ S R ∧ X ∈ Y L Z → X ⁡ 1 = A ⁢ C + B ⁢ D Q ∧ X ⁡ 2 = B ⁢ C − A ⁢ D Q ∨ X ⁡ 1 = A ⁢ C − B ⁢ D Q ∧ X ⁡ 2 = B ⁢ C + A ⁢ D Q