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Theorem itscnhlinecirc02plem3

Description: Lemma 3 for itscnhlinecirc02p . (Contributed by AV, 10-Mar-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
Assertion 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

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 1 3 rrx2pxel ⊢ X ∈ P → X ⁡ 1 ∈ ℝ
9 1 3 rrx2pyel ⊢ X ∈ P → X ⁡ 2 ∈ ℝ
10 8 9 jca ⊢ X ∈ P → X ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 2 ∈ ℝ
11 10 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → X ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 2 ∈ ℝ
12 11 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 2 ∈ ℝ
13 1 3 rrx2pxel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
14 1 3 rrx2pyel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 2 ∈ ℝ
15 13 14 jca ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 2 ∈ ℝ
16 15 3ad2ant2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 → Y ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 2 ∈ ℝ
17 16 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → Y ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 2 ∈ ℝ
18 simpl3 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2
19 rpre ⊢ R ∈ ℝ + → R ∈ ℝ
20 19 adantr ⊢ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → R ∈ ℝ
21 20 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → R ∈ ℝ
22 simpl1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + → X ∈ P
23 2nn0 ⊢ 2 ∈ ℕ 0
24 eqid ⊢ 𝔼 hil ⁡ 2 = 𝔼 hil ⁡ 2
25 24 ehlval ⊢ 2 ∈ ℕ 0 → 𝔼 hil ⁡ 2 = 1 … 2
26 23 25 ax-mp ⊢ 𝔼 hil ⁡ 2 = 1 … 2
27 fz12pr ⊢ 1 … 2 = 1 2
28 27 1 eqtr4i ⊢ 1 … 2 = I
29 28 fveq2i ⊢ 1 … 2 = I
30 26 29 eqtri ⊢ 𝔼 hil ⁡ 2 = I
31 2 30 eqtr4i ⊢ E = 𝔼 hil ⁡ 2
32 1 oveq2i ⊢ ℝ I = ℝ 1 2
33 3 32 eqtri ⊢ P = ℝ 1 2
34 1 xpeq1i ⊢ I × 0 = 1 2 × 0
35 5 34 eqtri ⊢ 0 ˙ = 1 2 × 0
36 31 33 7 35 ehl2eudisval0 ⊢ X ∈ P → X D 0 ˙ = X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2
37 22 36 syl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + → X D 0 ˙ = X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2
38 37 breq1d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + → X D 0 ˙ < R ↔ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R
39 rpge0 ⊢ R ∈ ℝ + → 0 ≤ R
40 19 39 sqrtsqd ⊢ R ∈ ℝ + → R 2 = R
41 40 eqcomd ⊢ R ∈ ℝ + → R = R 2
42 41 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + → R = R 2
43 42 breq2d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + → X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R ↔ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R 2
44 43 biimpa ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R 2
45 22 8 syl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + → X ⁡ 1 ∈ ℝ
46 45 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → X ⁡ 1 ∈ ℝ
47 46 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → X ⁡ 1 2 ∈ ℝ
48 22 9 syl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + → X ⁡ 2 ∈ ℝ
49 48 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → X ⁡ 2 ∈ ℝ
50 49 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → X ⁡ 2 2 ∈ ℝ
51 47 50 readdcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 ∈ ℝ
52 46 sqge0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → 0 ≤ X ⁡ 1 2
53 49 sqge0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → 0 ≤ X ⁡ 2 2
54 47 50 52 53 addge0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → 0 ≤ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2
55 19 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + → R ∈ ℝ
56 55 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → R ∈ ℝ
57 56 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → R 2 ∈ ℝ
58 56 sqge0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → 0 ≤ R 2
59 51 54 57 58 sqrtltd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R 2 ↔ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R 2
60 44 59 mpbird ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R 2
61 60 ex ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + → X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R → X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R 2
62 38 61 sylbid ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + → X D 0 ˙ < R → X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R 2
63 62 impr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R 2
64 eqid ⊢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 = Y ⁡ 1 − X ⁡ 1
65 eqid ⊢ X ⁡ 2 − Y ⁡ 2 = X ⁡ 2 − Y ⁡ 2
66 eqid ⊢ X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2 = X ⁡ 2 ⁢ Y ⁡ 1 − X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 2
67 64 65 66 itscnhlinecirc02plem2 ⊢ X ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 2 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 2 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 2 ≠ Y ⁡ 2 ∧ R ∈ ℝ ∧ X ⁡ 1 2 + X ⁡ 2 2 < R 2 → 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
68 12 17 18 21 63 67 syl32anc ⊢ 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