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Theorem rrxline

Description: The line passing through the two different points X and Y in a generalized real Euclidean space of finite dimension. (Contributed by AV, 14-Jan-2023)

Ref Expression
Hypotheses rrxlines.e ⊢ E = I
rrxlines.p ⊢ P = ℝ I
rrxlines.l ⊢ L = Line M ⁡ E
rrxlines.m ⊢ · ˙ = ⋅ E
rrxlines.a ⊢ + ˙ = + E
Assertion rrxline ⊢ I ∈ Fin ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X L Y = p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ X + ˙ t · ˙ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rrxlines.e ⊢ E = I
2 rrxlines.p ⊢ P = ℝ I
3 rrxlines.l ⊢ L = Line M ⁡ E
4 rrxlines.m ⊢ · ˙ = ⋅ E
5 rrxlines.a ⊢ + ˙ = + E
6 1 2 3 4 5 rrxlines ⊢ I ∈ Fin → L = x ∈ P , y ∈ P ∖ x ⟼ p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ x + ˙ t · ˙ y
7 6 oveqd ⊢ I ∈ Fin → X L Y = X x ∈ P , y ∈ P ∖ x ⟼ p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ x + ˙ t · ˙ y Y
8 7 adantr ⊢ I ∈ Fin ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X L Y = X x ∈ P , y ∈ P ∖ x ⟼ p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ x + ˙ t · ˙ y Y
9 eqidd ⊢ I ∈ Fin ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → x ∈ P , y ∈ P ∖ x ⟼ p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ x + ˙ t · ˙ y = x ∈ P , y ∈ P ∖ x ⟼ p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ x + ˙ t · ˙ y
10 simpl ⊢ x = X ∧ y = Y → x = X
11 10 oveq2d ⊢ x = X ∧ y = Y → 1 − t · ˙ x = 1 − t · ˙ X
12 simpr ⊢ x = X ∧ y = Y → y = Y
13 12 oveq2d ⊢ x = X ∧ y = Y → t · ˙ y = t · ˙ Y
14 11 13 oveq12d ⊢ x = X ∧ y = Y → 1 − t · ˙ x + ˙ t · ˙ y = 1 − t · ˙ X + ˙ t · ˙ Y
15 14 eqeq2d ⊢ x = X ∧ y = Y → p = 1 − t · ˙ x + ˙ t · ˙ y ↔ p = 1 − t · ˙ X + ˙ t · ˙ Y
16 15 rexbidv ⊢ x = X ∧ y = Y → ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ x + ˙ t · ˙ y ↔ ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ X + ˙ t · ˙ Y
17 16 rabbidv ⊢ x = X ∧ y = Y → p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ x + ˙ t · ˙ y = p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ X + ˙ t · ˙ Y
18 17 adantl ⊢ I ∈ Fin ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ x = X ∧ y = Y → p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ x + ˙ t · ˙ y = p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ X + ˙ t · ˙ Y
19 sneq ⊢ x = X → x = X
20 19 difeq2d ⊢ x = X → P ∖ x = P ∖ X
21 20 adantl ⊢ I ∈ Fin ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y ∧ x = X → P ∖ x = P ∖ X
22 simpr1 ⊢ I ∈ Fin ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X ∈ P
23 id ⊢ X ≠ Y → X ≠ Y
24 23 necomd ⊢ X ≠ Y → Y ≠ X
25 24 anim2i ⊢ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → Y ∈ P ∧ Y ≠ X
26 25 3adant1 ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → Y ∈ P ∧ Y ≠ X
27 eldifsn ⊢ Y ∈ P ∖ X ↔ Y ∈ P ∧ Y ≠ X
28 26 27 sylibr ⊢ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → Y ∈ P ∖ X
29 28 adantl ⊢ I ∈ Fin ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → Y ∈ P ∖ X
30 2 ovexi ⊢ P ∈ V
31 30 rabex ⊢ p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ X + ˙ t · ˙ Y ∈ V
32 31 a1i ⊢ I ∈ Fin ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ X + ˙ t · ˙ Y ∈ V
33 9 18 21 22 29 32 ovmpodx ⊢ I ∈ Fin ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X x ∈ P , y ∈ P ∖ x ⟼ p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ x + ˙ t · ˙ y Y = p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ X + ˙ t · ˙ Y
34 8 33 eqtrd ⊢ I ∈ Fin ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ≠ Y → X L Y = p ∈ P | ∃ t ∈ ℝ p = 1 − t · ˙ X + ˙ t · ˙ Y