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Theorem itscnhlinecirc02p

Description: Intersection of a nonhorizontal line with a circle: A nonhorizontal line passing through a point within a circle around the origin intersects the circle at exactly two different points. (Contributed by AV, 28-Jan-2023)

Ref Expression
Hypotheses itscnhlinecirc02p.i ⊢ I = 1 2
itscnhlinecirc02p.e ⊢ E = I
itscnhlinecirc02p.p ⊢ P = ℝ I
itscnhlinecirc02p.s ⊢ S = Sphere ⁡ E
itscnhlinecirc02p.0 ⊢ 0 ˙ = I × 0
itscnhlinecirc02p.l ⊢ L = Line M ⁡ E
itscnhlinecirc02p.d ⊢ D = dist ⁡ E
itscnhlinecirc02p.z ⊢ Z = 1 x 2 y
Assertion itscnhlinecirc02p ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → ∃! s ∈ 𝒫 ℝ s = 2 ∧ ∀ y ∈ s ∃! x ∈ ℝ Z ∈ 0 ˙ S R ∧ Z ∈ X L Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 itscnhlinecirc02p.i ⊢ I = 1 2
2 itscnhlinecirc02p.e ⊢ E = I
3 itscnhlinecirc02p.p ⊢ P = ℝ I
4 itscnhlinecirc02p.s ⊢ S = Sphere ⁡ E
5 itscnhlinecirc02p.0 ⊢ 0 ˙ = I × 0
6 itscnhlinecirc02p.l ⊢ L = Line M ⁡ E
7 itscnhlinecirc02p.d ⊢ D = dist ⁡ E
8 itscnhlinecirc02p.z ⊢ Z = 1 x 2 y
9 1 2 3 4 5 6 7 itscnhlinecirc02plem3 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → 0 < − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − 4 ⁢ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2
10 1 3 rrx2pyel ⊢ X ∈ P → X ⁡ 2 ∈ ℝ
11 10 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ⁡ 2 ∈ ℝ
12 11 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 2 ∈ ℝ
13 1 3 rrx2pyel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
14 13 3ad2ant2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
15 14 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
16 12 15 resubcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ∈ ℝ
17 16 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ∈ ℝ
18 1 3 rrx2pxel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
19 18 3ad2ant2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
20 19 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
21 1 3 rrx2pxel ⊢ X ∈ P → X ⁡ 1 ∈ ℝ
22 21 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ⁡ 1 ∈ ℝ
23 22 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 1 ∈ ℝ
24 20 23 resubcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ∈ ℝ
25 24 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ∈ ℝ
26 17 25 readdcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ∈ ℝ
27 11 14 resubcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ∈ ℝ
28 27 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ∈ ℝ
29 19 22 resubcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ∈ ℝ
30 29 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ∈ ℝ
31 11 recnd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ⁡ 2 ∈ ℂ
32 14 recnd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → Y ⁡ 2 ∈ ℂ
33 simp3 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2
34 31 32 33 subne0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ≠ 0
35 27 34 sqgt0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → 0 < X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2
36 29 sqge0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → 0 ≤ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2
37 28 30 35 36 addgtge0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → 0 < X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2
38 37 gt0ne0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ≠ 0
39 38 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ≠ 0
40 2re ⊢ 2 ∈ ℝ
41 40 a1i ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → 2 ∈ ℝ
42 12 20 remulcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 ∈ ℝ
43 23 15 remulcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ∈ ℝ
44 42 43 resubcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ∈ ℝ
45 24 44 remulcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ∈ ℝ
46 41 45 remulcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ∈ ℝ
47 46 renegcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ∈ ℝ
48 44 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 ∈ ℝ
49 rpre ⊢ R ∈ ℝ + → R ∈ ℝ
50 49 adantr ⊢ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → R ∈ ℝ
51 50 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → R ∈ ℝ
52 51 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → R 2 ∈ ℝ
53 17 52 remulcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2 ∈ ℝ
54 48 53 resubcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2 ∈ ℝ
55 eqidd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − 4 ⁢ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2 = − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − 4 ⁢ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2
56 26 39 47 54 55 requad2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → ∃! s ∈ 𝒫 ℝ s = 2 ∧ ∀ y ∈ s X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ⁢ y 2 + − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ⁢ y + X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2 = 0 ↔ 0 < − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − 4 ⁢ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2
57 9 56 mpbird ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → ∃! s ∈ 𝒫 ℝ s = 2 ∧ ∀ y ∈ s X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ⁢ y 2 + − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ⁢ y + X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2 = 0
58 0xr ⊢ 0 ∈ ℝ *
59 58 a1i ⊢ R ∈ ℝ + → 0 ∈ ℝ *
60 pnfxr ⊢ +∞ ∈ ℝ *
61 60 a1i ⊢ R ∈ ℝ + → +∞ ∈ ℝ *
62 rpxr ⊢ R ∈ ℝ + → R ∈ ℝ *
63 rpge0 ⊢ R ∈ ℝ + → 0 ≤ R
64 ltpnf ⊢ R ∈ ℝ → R < +∞
65 49 64 syl ⊢ R ∈ ℝ + → R < +∞
66 59 61 62 63 65 elicod ⊢ R ∈ ℝ + → R ∈ 0 +∞
67 eqid ⊢ p ∈ P | p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = R 2 = p ∈ P | p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = R 2
68 1 2 3 4 5 67 2sphere0 ⊢ R ∈ 0 +∞ → 0 ˙ S R = p ∈ P | p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = R 2
69 66 68 syl ⊢ R ∈ ℝ + → 0 ˙ S R = p ∈ P | p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = R 2
70 69 adantr ⊢ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → 0 ˙ S R = p ∈ P | p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = R 2
71 70 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → 0 ˙ S R = p ∈ P | p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = R 2
72 71 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ → 0 ˙ S R = p ∈ P | p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = R 2
73 72 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 → 0 ˙ S R = p ∈ P | p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = R 2
74 73 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → 0 ˙ S R = p ∈ P | p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = R 2
75 74 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s ∧ x ∈ ℝ → 0 ˙ S R = p ∈ P | p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = R 2
76 75 eleq2d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s ∧ x ∈ ℝ → Z ∈ 0 ˙ S R ↔ Z ∈ p ∈ P | p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = R 2
77 fveq1 ⊢ p = Z → p ⁡ 1 = Z ⁡ 1
78 8 fveq1i ⊢ Z ⁡ 1 = 1 x 2 y ⁡ 1
79 1ne2 ⊢ 1 ≠ 2
80 1ex ⊢ 1 ∈ V
81 vex ⊢ x ∈ V
82 80 81 fvpr1 ⊢ 1 ≠ 2 → 1 x 2 y ⁡ 1 = x
83 79 82 ax-mp ⊢ 1 x 2 y ⁡ 1 = x
84 78 83 eqtri ⊢ Z ⁡ 1 = x
85 84 a1i ⊢ p = Z → Z ⁡ 1 = x
86 77 85 eqtrd ⊢ p = Z → p ⁡ 1 = x
87 86 oveq1d ⊢ p = Z → p ⁡ 1 2 = x 2
88 fveq1 ⊢ p = Z → p ⁡ 2 = Z ⁡ 2
89 8 fveq1i ⊢ Z ⁡ 2 = 1 x 2 y ⁡ 2
90 2ex ⊢ 2 ∈ V
91 vex ⊢ y ∈ V
92 90 91 fvpr2 ⊢ 1 ≠ 2 → 1 x 2 y ⁡ 2 = y
93 79 92 ax-mp ⊢ 1 x 2 y ⁡ 2 = y
94 89 93 eqtri ⊢ Z ⁡ 2 = y
95 94 a1i ⊢ p = Z → Z ⁡ 2 = y
96 88 95 eqtrd ⊢ p = Z → p ⁡ 2 = y
97 96 oveq1d ⊢ p = Z → p ⁡ 2 2 = y 2
98 87 97 oveq12d ⊢ p = Z → p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = x 2 + y 2
99 98 eqeq1d ⊢ p = Z → p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = R 2 ↔ x 2 + y 2 = R 2
100 99 elrab ⊢ Z ∈ p ∈ P | p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = R 2 ↔ Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2
101 100 a1i ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s ∧ x ∈ ℝ → Z ∈ p ∈ P | p ⁡ 1 2 + p ⁡ 2 2 = R 2 ↔ Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2
102 76 101 bitrd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s ∧ x ∈ ℝ → Z ∈ 0 ˙ S R ↔ Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2
103 simp1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ∈ P
104 simp2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → Y ∈ P
105 fveq1 ⊢ X = Y → X ⁡ 2 = Y ⁡ 2
106 105 a1i ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P → X = Y → X ⁡ 2 = Y ⁡ 2
107 106 necon3d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P → X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ≠ Y
108 107 ex ⊢ X ∈ P → Y ∈ P → X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ≠ Y
109 108 3imp ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ≠ Y
110 103 104 109 3jca ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y
111 110 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y
112 111 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ → X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y
113 112 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 → X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y
114 113 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y
115 114 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s ∧ x ∈ ℝ → X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y
116 eqid ⊢ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 = X ⁡ 2 − Y ⁡ 2
117 eqid ⊢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 − X ⁡ 1
118 eqid ⊢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
119 1 2 3 6 116 117 118 rrx2linest2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X L Y = p ∈ P | X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ p ⁡ 2 = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
120 115 119 syl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s ∧ x ∈ ℝ → X L Y = p ∈ P | X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ p ⁡ 2 = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
121 120 eleq2d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s ∧ x ∈ ℝ → Z ∈ X L Y ↔ Z ∈ p ∈ P | X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ p ⁡ 2 = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
122 86 oveq2d ⊢ p = Z → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 = X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x
123 96 oveq2d ⊢ p = Z → Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ p ⁡ 2 = Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y
124 122 123 oveq12d ⊢ p = Z → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ p ⁡ 2 = X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y
125 124 eqeq1d ⊢ p = Z → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ p ⁡ 2 = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
126 125 elrab ⊢ Z ∈ p ∈ P | X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ p ⁡ 2 = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
127 126 a1i ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s ∧ x ∈ ℝ → Z ∈ p ∈ P | X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ p ⁡ 1 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ p ⁡ 2 = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
128 121 127 bitrd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s ∧ x ∈ ℝ → Z ∈ X L Y ↔ Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
129 102 128 anbi12d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s ∧ x ∈ ℝ → Z ∈ 0 ˙ S R ∧ Z ∈ X L Y ↔ Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2 ∧ Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
130 129 reubidva ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → ∃! x ∈ ℝ Z ∈ 0 ˙ S R ∧ Z ∈ X L Y ↔ ∃! x ∈ ℝ Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2 ∧ Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
131 elelpwi ⊢ y ∈ s ∧ s ∈ 𝒫 ℝ → y ∈ ℝ
132 1 3 prelrrx2 ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → 1 x 2 y ∈ P
133 132 ancoms ⊢ y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ → 1 x 2 y ∈ P
134 8 eleq1i ⊢ Z ∈ P ↔ 1 x 2 y ∈ P
135 133 134 sylibr ⊢ y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ → Z ∈ P
136 135 biantrurd ⊢ y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ → x 2 + y 2 = R 2 ↔ Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2
137 136 bicomd ⊢ y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ → Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2 ↔ x 2 + y 2 = R 2
138 135 biantrurd ⊢ y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
139 138 bicomd ⊢ y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ → Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
140 137 139 anbi12d ⊢ y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ → Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2 ∧ Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ x 2 + y 2 = R 2 ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
141 140 reubidva ⊢ y ∈ ℝ → ∃! x ∈ ℝ Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2 ∧ Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ ∃! x ∈ ℝ x 2 + y 2 = R 2 ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
142 131 141 syl ⊢ y ∈ s ∧ s ∈ 𝒫 ℝ → ∃! x ∈ ℝ Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2 ∧ Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ ∃! x ∈ ℝ x 2 + y 2 = R 2 ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
143 142 expcom ⊢ s ∈ 𝒫 ℝ → y ∈ s → ∃! x ∈ ℝ Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2 ∧ Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ ∃! x ∈ ℝ x 2 + y 2 = R 2 ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
144 143 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ → y ∈ s → ∃! x ∈ ℝ Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2 ∧ Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ ∃! x ∈ ℝ x 2 + y 2 = R 2 ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
145 144 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 → y ∈ s → ∃! x ∈ ℝ Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2 ∧ Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ ∃! x ∈ ℝ x 2 + y 2 = R 2 ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
146 145 imp ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → ∃! x ∈ ℝ Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2 ∧ Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ ∃! x ∈ ℝ x 2 + y 2 = R 2 ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
147 27 34 jca ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ≠ 0
148 147 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ≠ 0
149 148 ad3antrrr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ≠ 0
150 20 ad3antrrr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
151 23 ad3antrrr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → X ⁡ 1 ∈ ℝ
152 150 151 resubcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ∈ ℝ
153 12 ad3antrrr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → X ⁡ 2 ∈ ℝ
154 153 150 remulcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 ∈ ℝ
155 15 ad3antrrr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
156 151 155 remulcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ∈ ℝ
157 154 156 resubcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ∈ ℝ
158 149 152 157 3jca ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ≠ 0 ∧ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ∈ ℝ
159 simplrl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ → R ∈ ℝ +
160 159 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 → R ∈ ℝ +
161 160 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → R ∈ ℝ +
162 131 expcom ⊢ s ∈ 𝒫 ℝ → y ∈ s → y ∈ ℝ
163 162 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ → y ∈ s → y ∈ ℝ
164 163 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 → y ∈ s → y ∈ ℝ
165 164 imp ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → y ∈ ℝ
166 158 161 165 3jca ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ≠ 0 ∧ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ
167 eqid ⊢ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 = X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2
168 eqid ⊢ − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 = − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
169 eqid ⊢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2 = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2
170 167 168 169 itsclquadeu ⊢ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ≠ 0 ∧ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ∈ ℝ ∧ R ∈ ℝ + ∧ y ∈ ℝ → ∃! x ∈ ℝ x 2 + y 2 = R 2 ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ⁢ y 2 + − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ⁢ y + X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2 = 0
171 166 170 syl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → ∃! x ∈ ℝ x 2 + y 2 = R 2 ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ⁢ y 2 + − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ⁢ y + X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2 = 0
172 146 171 bitrd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → ∃! x ∈ ℝ Z ∈ P ∧ x 2 + y 2 = R 2 ∧ Z ∈ P ∧ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 ⁢ x + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ y = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ↔ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ⁢ y 2 + − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ⁢ y + X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2 = 0
173 130 172 bitrd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 ∧ y ∈ s → ∃! x ∈ ℝ Z ∈ 0 ˙ S R ∧ Z ∈ X L Y ↔ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ⁢ y 2 + − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ⁢ y + X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2 = 0
174 173 ralbidva ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ ∧ s = 2 → ∀ y ∈ s ∃! x ∈ ℝ Z ∈ 0 ˙ S R ∧ Z ∈ X L Y ↔ ∀ y ∈ s X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ⁢ y 2 + − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ⁢ y + X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2 = 0
175 174 pm5.32da ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R ∧ s ∈ 𝒫 ℝ → s = 2 ∧ ∀ y ∈ s ∃! x ∈ ℝ Z ∈ 0 ˙ S R ∧ Z ∈ X L Y ↔ s = 2 ∧ ∀ y ∈ s X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ⁢ y 2 + − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ⁢ y + X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2 = 0
176 175 reubidva ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → ∃! s ∈ 𝒫 ℝ s = 2 ∧ ∀ y ∈ s ∃! x ∈ ℝ Z ∈ 0 ˙ S R ∧ Z ∈ X L Y ↔ ∃! s ∈ 𝒫 ℝ s = 2 ∧ ∀ y ∈ s X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 + Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 2 ⁢ y 2 + − 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 ⁢ y + X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 2 − X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 2 ⁢ R 2 = 0
177 57 176 mpbird ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → ∃! s ∈ 𝒫 ℝ s = 2 ∧ ∀ y ∈ s ∃! x ∈ ℝ Z ∈ 0 ˙ S R ∧ Z ∈ X L Y