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Theorem itscnhlinecirc02plem3

Description: Lemma 3 for itscnhlinecirc02p . (Contributed by AV, 10-Mar-2023)

Ref Expression
Hypotheses itscnhlinecirc02p.i ⊢ I = 0 ..^ 2
itscnhlinecirc02p.e ⊢ E = I
itscnhlinecirc02p.p ⊢ P = ℝ I
itscnhlinecirc02p.s ⊢ S = Sphere ⁡ E
itscnhlinecirc02p.0 ⊢ 0 ˙ = ⟨“ 0 0 ”⟩
itscnhlinecirc02p.l ⊢ L = Line M ⁡ E
itscnhlinecirc02p.d ⊢ D = dist ⁡ E
Assertion itscnhlinecirc02plem3 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → 0 < − 2 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1 2 − 4 ⁢ X ⁡ 1 − Y ⁡ 1 2 + Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 2 ⁢ X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1 2 − X ⁡ 1 − Y ⁡ 1 2 ⁢ R 2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 itscnhlinecirc02p.i ⊢ I = 0 ..^ 2
2 itscnhlinecirc02p.e ⊢ E = I
3 itscnhlinecirc02p.p ⊢ P = ℝ I
4 itscnhlinecirc02p.s ⊢ S = Sphere ⁡ E
5 itscnhlinecirc02p.0 ⊢ 0 ˙ = ⟨“ 0 0 ”⟩
6 itscnhlinecirc02p.l ⊢ L = Line M ⁡ E
7 itscnhlinecirc02p.d ⊢ D = dist ⁡ E
8 1 3 rrx2pxel ⊢ X ∈ P → X ⁡ 0 ∈ ℝ
9 1 3 rrx2pyel ⊢ X ∈ P → X ⁡ 1 ∈ ℝ
10 8 9 jca ⊢ X ∈ P → X ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 1 ∈ ℝ
11 10 3ad2ant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 → X ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 1 ∈ ℝ
12 11 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 1 ∈ ℝ
13 1 3 rrx2pxel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 0 ∈ ℝ
14 1 3 rrx2pyel ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 1 ∈ ℝ
15 13 14 jca ⊢ Y ∈ P → Y ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 1 ∈ ℝ
16 15 3ad2ant2 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 → Y ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 1 ∈ ℝ
17 16 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → Y ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 1 ∈ ℝ
18 simpl3 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1
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 ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → R ∈ ℝ
22 simpl1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X ∈ P
23 1 eqcomi ⊢ 0 ..^ 2 = I
24 23 fveq2i ⊢ 0 ..^ 2 = I
25 2nn0 ⊢ 2 ∈ ℕ 0
26 eqid ⊢ 𝔼 hil ⁡ 2 = 𝔼 hil ⁡ 2
27 26 ehlval ⊢ 2 ∈ ℕ 0 → 𝔼 hil ⁡ 2 = 0 ..^ 2
28 25 27 ax-mp ⊢ 𝔼 hil ⁡ 2 = 0 ..^ 2
29 24 28 2 3eqtr4ri ⊢ E = 𝔼 hil ⁡ 2
30 1 oveq2i ⊢ ℝ I = ℝ 0 ..^ 2
31 3 30 eqtri ⊢ P = ℝ 0 ..^ 2
32 29 31 7 5 ehl2eudisval0 ⊢ X ∈ P → X D 0 ˙ = X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2
33 22 32 syl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X D 0 ˙ = X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2
34 33 breq1d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X D 0 ˙ < R ↔ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R
35 rpge0 ⊢ R ∈ ℝ + → 0 ≤ R
36 19 35 sqrtsqd ⊢ R ∈ ℝ + → R 2 = R
37 36 eqcomd ⊢ R ∈ ℝ + → R = R 2
38 37 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → R = R 2
39 38 breq2d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R ↔ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2
40 39 biimpa ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2
41 22 8 syl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X ⁡ 0 ∈ ℝ
42 41 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 0 ∈ ℝ
43 42 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 0 2 ∈ ℝ
44 22 9 syl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X ⁡ 1 ∈ ℝ
45 44 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 1 ∈ ℝ
46 45 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 1 2 ∈ ℝ
47 43 46 readdcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 ∈ ℝ
48 42 sqge0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → 0 ≤ X ⁡ 0 2
49 45 sqge0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → 0 ≤ X ⁡ 1 2
50 43 46 48 49 addge0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → 0 ≤ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2
51 19 adantl ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → R ∈ ℝ
52 51 adantr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → R ∈ ℝ
53 52 resqcld ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → R 2 ∈ ℝ
54 52 sqge0d ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → 0 ≤ R 2
55 47 50 53 54 sqrtltd ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2 ↔ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2
56 40 55 mpbird ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2
57 56 ex ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2
58 34 57 sylbid ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + → X D 0 ˙ < R → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2
59 58 impr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2
60 eqid ⊢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 = Y ⁡ 0 − X ⁡ 0
61 eqid ⊢ X ⁡ 1 − Y ⁡ 1 = X ⁡ 1 − Y ⁡ 1
62 eqid ⊢ X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1 = X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1
63 60 61 62 itscnhlinecirc02plem2 ⊢ X ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 0 ∈ ℝ ∧ Y ⁡ 1 ∈ ℝ ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ ∧ X ⁡ 0 2 + X ⁡ 1 2 < R 2 → 0 < − 2 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1 2 − 4 ⁢ X ⁡ 1 − Y ⁡ 1 2 + Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 2 ⁢ X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1 2 − X ⁡ 1 − Y ⁡ 1 2 ⁢ R 2
64 12 17 18 21 59 63 syl32anc ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⁡ 1 ≠ Y ⁡ 1 ∧ R ∈ ℝ + ∧ X D 0 ˙ < R → 0 < − 2 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1 2 − 4 ⁢ X ⁡ 1 − Y ⁡ 1 2 + Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 2 ⁢ X ⁡ 1 ⁢ Y ⁡ 0 − X ⁡ 0 ⁢ Y ⁡ 1 2 − X ⁡ 1 − Y ⁡ 1 2 ⁢ R 2