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Theorem itsclquadeu

Description: Quadratic equation for the y-coordinate of the intersection points of a line and a circle. (Contributed by AV, 23-Feb-2023)

Ref Expression
Hypotheses itsclquadb.q ⊢ 𝑄 = ( ( 𝐴 ↑ 2 ) + ( 𝐵 ↑ 2 ) )
itsclquadb.t ⊢ 𝑇 = - ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) )
itsclquadb.u ⊢ 𝑈 = ( ( 𝐶 ↑ 2 ) − ( ( 𝐴 ↑ 2 ) · ( 𝑅 ↑ 2 ) ) )
Assertion itsclquadeu ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) → ( ∃! 𝑥 ∈ ℝ ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ↔ ( ( 𝑄 · ( 𝑌 ↑ 2 ) ) + ( ( 𝑇 · 𝑌 ) + 𝑈 ) ) = 0 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 itsclquadb.q ⊢ 𝑄 = ( ( 𝐴 ↑ 2 ) + ( 𝐵 ↑ 2 ) )
2 itsclquadb.t ⊢ 𝑇 = - ( 2 · ( 𝐵 · 𝐶 ) )
3 itsclquadb.u ⊢ 𝑈 = ( ( 𝐶 ↑ 2 ) − ( ( 𝐴 ↑ 2 ) · ( 𝑅 ↑ 2 ) ) )
4 oveq1 ⊢ ( 𝑥 = 𝑧 → ( 𝑥 ↑ 2 ) = ( 𝑧 ↑ 2 ) )
5 4 oveq1d ⊢ ( 𝑥 = 𝑧 → ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( ( 𝑧 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) )
6 5 eqeq1d ⊢ ( 𝑥 = 𝑧 → ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ↔ ( ( 𝑧 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ) )
7 oveq2 ⊢ ( 𝑥 = 𝑧 → ( 𝐴 · 𝑥 ) = ( 𝐴 · 𝑧 ) )
8 7 oveq1d ⊢ ( 𝑥 = 𝑧 → ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) )
9 8 eqeq1d ⊢ ( 𝑥 = 𝑧 → ( ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ↔ ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) )
10 6 9 anbi12d ⊢ ( 𝑥 = 𝑧 → ( ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ↔ ( ( ( 𝑧 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ) )
11 10 reu8 ⊢ ( ∃! 𝑥 ∈ ℝ ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ↔ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ( ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ∧ ∀ 𝑧 ∈ ℝ ( ( ( ( 𝑧 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) → 𝑥 = 𝑧 ) ) )
12 11 a1i ⊢ ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) → ( ∃! 𝑥 ∈ ℝ ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ↔ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ( ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ∧ ∀ 𝑧 ∈ ℝ ( ( ( ( 𝑧 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) → 𝑥 = 𝑧 ) ) ) )
13 id ⊢ ( 𝐶 = ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) → 𝐶 = ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) )
14 13 eqcoms ⊢ ( ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 → 𝐶 = ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) )
15 14 eqeq2d ⊢ ( ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 → ( ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ↔ ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) ) )
16 15 adantl ⊢ ( ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) → ( ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ↔ ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) ) )
17 simp11l ⊢ ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) → 𝐴 ∈ ℝ )
18 17 ad2antrr ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → 𝐴 ∈ ℝ )
19 simpr ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → 𝑧 ∈ ℝ )
20 18 19 remulcld ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( 𝐴 · 𝑧 ) ∈ ℝ )
21 20 recnd ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( 𝐴 · 𝑧 ) ∈ ℂ )
22 17 adantr ⊢ ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → 𝐴 ∈ ℝ )
23 simpr ⊢ ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → 𝑥 ∈ ℝ )
24 22 23 remulcld ⊢ ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝐴 · 𝑥 ) ∈ ℝ )
25 24 adantr ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( 𝐴 · 𝑥 ) ∈ ℝ )
26 25 recnd ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( 𝐴 · 𝑥 ) ∈ ℂ )
27 simp12 ⊢ ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) → 𝐵 ∈ ℝ )
28 simp3 ⊢ ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) → 𝑌 ∈ ℝ )
29 27 28 remulcld ⊢ ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) → ( 𝐵 · 𝑌 ) ∈ ℝ )
30 29 ad2antrr ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( 𝐵 · 𝑌 ) ∈ ℝ )
31 30 recnd ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( 𝐵 · 𝑌 ) ∈ ℂ )
32 21 26 31 addcan2d ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) ↔ ( 𝐴 · 𝑧 ) = ( 𝐴 · 𝑥 ) ) )
33 19 recnd ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → 𝑧 ∈ ℂ )
34 simplr ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → 𝑥 ∈ ℝ )
35 34 recnd ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → 𝑥 ∈ ℂ )
36 18 recnd ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → 𝐴 ∈ ℂ )
37 simp11r ⊢ ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) → 𝐴 ≠ 0 )
38 37 ad2antrr ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → 𝐴 ≠ 0 )
39 33 35 36 38 mulcand ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( ( 𝐴 · 𝑧 ) = ( 𝐴 · 𝑥 ) ↔ 𝑧 = 𝑥 ) )
40 equcom ⊢ ( 𝑧 = 𝑥 ↔ 𝑥 = 𝑧 )
41 40 a1i ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( 𝑧 = 𝑥 ↔ 𝑥 = 𝑧 ) )
42 32 39 41 3bitrd ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) ↔ 𝑥 = 𝑧 ) )
43 42 biimpd ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) → 𝑥 = 𝑧 ) )
44 43 adantr ⊢ ( ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) → ( ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) → 𝑥 = 𝑧 ) )
45 16 44 sylbid ⊢ ( ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) → ( ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 → 𝑥 = 𝑧 ) )
46 45 an32s ⊢ ( ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 → 𝑥 = 𝑧 ) )
47 46 adantld ⊢ ( ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( ( ( ( 𝑧 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) → 𝑥 = 𝑧 ) )
48 47 ralrimiva ⊢ ( ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) → ∀ 𝑧 ∈ ℝ ( ( ( ( 𝑧 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) → 𝑥 = 𝑧 ) )
49 48 ex ⊢ ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 → ∀ 𝑧 ∈ ℝ ( ( ( ( 𝑧 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) → 𝑥 = 𝑧 ) ) )
50 49 adantld ⊢ ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) → ∀ 𝑧 ∈ ℝ ( ( ( ( 𝑧 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) → 𝑥 = 𝑧 ) ) )
51 50 pm4.71d ⊢ ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ↔ ( ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ∧ ∀ 𝑧 ∈ ℝ ( ( ( ( 𝑧 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) → 𝑥 = 𝑧 ) ) ) )
52 51 bicomd ⊢ ( ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( ( ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ∧ ∀ 𝑧 ∈ ℝ ( ( ( ( 𝑧 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) → 𝑥 = 𝑧 ) ) ↔ ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ) )
53 52 rexbidva ⊢ ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) → ( ∃ 𝑥 ∈ ℝ ( ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ∧ ∀ 𝑧 ∈ ℝ ( ( ( ( 𝑧 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑧 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) → 𝑥 = 𝑧 ) ) ↔ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ) )
54 1 2 3 itsclquadb ⊢ ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) → ( ∃ 𝑥 ∈ ℝ ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ↔ ( ( 𝑄 · ( 𝑌 ↑ 2 ) ) + ( ( 𝑇 · 𝑌 ) + 𝑈 ) ) = 0 ) )
55 12 53 54 3bitrd ⊢ ( ( ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≠ 0 ) ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) ∧ 𝑅 ∈ ℝ+ ∧ 𝑌 ∈ ℝ ) → ( ∃! 𝑥 ∈ ℝ ( ( ( 𝑥 ↑ 2 ) + ( 𝑌 ↑ 2 ) ) = ( 𝑅 ↑ 2 ) ∧ ( ( 𝐴 · 𝑥 ) + ( 𝐵 · 𝑌 ) ) = 𝐶 ) ↔ ( ( 𝑄 · ( 𝑌 ↑ 2 ) ) + ( ( 𝑇 · 𝑌 ) + 𝑈 ) ) = 0 ) )