---

Step * 2 1 2 2 1 of Lemma ip-line-circle-1


1. rv : InnerProductSpace
2. a : Point(rv)
3. b : Point(rv)
4. p : Point(rv)
5. q : Point(rv)
6. a # b
7. p # q
8. pp : Point(rv)
9. p - a = pp ∈ Point(rv)
10. qq : Point(rv)
11. q - a = qq ∈ Point(rv)
12. ||pp|| ≤ ||a - b||
13. ||a - b|| ≤ ||qq||
14. pp # qq
15. r0 < ||qq - pp||
16. r0 < ||qq - pp||^2
17. r0 ≤ (((r(2) * pp ⋅ qq - pp) * r(2) * pp ⋅ qq - pp) - r(4) * ||qq - pp||^2 * (||pp||^2 - ||a - b||^2))
18. t : ℝ
19. quadratic1(||qq - pp||^2;r(2) * pp ⋅ qq - pp;||pp||^2 - ||a - b||^2) = t ∈ ℝ
20. s : ℝ
21. quadratic2(||qq - pp||^2;r(2) * pp ⋅ qq - pp;||pp||^2 - ||a - b||^2) = s ∈ ℝ
22. ∀X:Point(rv). pp + X ≡ p + X - a
⊢ (||pp + t*qq - pp|| = ||a - b||)
⇒ (||pp + s*qq - pp|| = ||a - b||)
⇒ (t ∈ [r0, r1])
⇒ ((s ≤ r0) ∧ ((||a - p|| < ||a - b||) ⇒ (s < r0)))
⇒ (∃u:{u:Point(rv)| ab=au ∧ q_u_p} 
     ∃v:{v:Point(rv)| ab=av ∧ q_p_v} . ((||a - p|| < ||a - b||) ⇒ (p # v ∧ ((||a - b|| < ||a - q||) ⇒ q # u))))
BY
{ (((RWO "-1" 0 THENM UnivCD) THENA Auto)
   THEN (Assert qq - pp ≡ q - p BY
               ((RWO "9< 11<" 0 THENA Auto) THEN RealVecEqual THEN Auto))
   THEN (RWO  "-1" (-5) THENA Auto)
   THEN (RWO  "-1" (-4) THENA Auto)) }

1
1. rv : InnerProductSpace
2. a : Point(rv)
3. b : Point(rv)
4. p : Point(rv)
5. q : Point(rv)
6. a # b
7. p # q
8. pp : Point(rv)
9. p - a = pp ∈ Point(rv)
10. qq : Point(rv)
11. q - a = qq ∈ Point(rv)
12. ||pp|| ≤ ||a - b||
13. ||a - b|| ≤ ||qq||
14. pp # qq
15. r0 < ||qq - pp||
16. r0 < ||qq - pp||^2
17. r0 ≤ (((r(2) * pp ⋅ qq - pp) * r(2) * pp ⋅ qq - pp) - r(4) * ||qq - pp||^2 * (||pp||^2 - ||a - b||^2))
18. t : ℝ
19. quadratic1(||qq - pp||^2;r(2) * pp ⋅ qq - pp;||pp||^2 - ||a - b||^2) = t ∈ ℝ
20. s : ℝ
21. quadratic2(||qq - pp||^2;r(2) * pp ⋅ qq - pp;||pp||^2 - ||a - b||^2) = s ∈ ℝ
22. ∀X:Point(rv). pp + X ≡ p + X - a
23. ||p + t*q - p - a|| = ||a - b||
24. ||p + s*q - p - a|| = ||a - b||
25. t ∈ [r0, r1]
26. (s ≤ r0) ∧ ((||a - p|| < ||a - b||) ⇒ (s < r0))
27. qq - pp ≡ q - p
⊢ ∃u:{u:Point(rv)| ab=au ∧ q_u_p} 
   ∃v:{v:Point(rv)| ab=av ∧ q_p_v} . ((||a - p|| < ||a - b||) ⇒ (p # v ∧ ((||a - b|| < ||a - q||) ⇒ q # u)))

---

Latex:

---

Latex:

1.  rv  :  InnerProductSpace
2.  a  :  Point(rv)
3.  b  :  Point(rv)
4.  p  :  Point(rv)
5.  q  :  Point(rv)
6.  a  \#  b
7.  p  \#  q
8.  pp  :  Point(rv)
9.  p  -  a  =  pp
10.  qq  :  Point(rv)
11.  q  -  a  =  qq
12.  ||pp||  \mleq{}  ||a  -  b||
13.  ||a  -  b||  \mleq{}  ||qq||
14.  pp  \#  qq
15.  r0  <  ||qq  -  pp||
16.  r0  <  ||qq  -  pp||\^{}2
17.  r0  \mleq{}  (((r(2)  *  pp  \mcdot{}  qq  -  pp)  *  r(2)  *  pp  \mcdot{}  qq  -  pp)  -  r(4)
*  ||qq  -  pp||\^{}2
*  (||pp||\^{}2  -  ||a  -  b||\^{}2))
18.  t  :  \mBbbR{}
19.  quadratic1(||qq  -  pp||\^{}2;r(2)  *  pp  \mcdot{}  qq  -  pp;||pp||\^{}2  -  ||a  -  b||\^{}2)  =  t
20.  s  :  \mBbbR{}
21.  quadratic2(||qq  -  pp||\^{}2;r(2)  *  pp  \mcdot{}  qq  -  pp;||pp||\^{}2  -  ||a  -  b||\^{}2)  =  s
22.  \mforall{}X:Point(rv).  pp  +  X  \mequiv{}  p  +  X  -  a
\mvdash{}  (||pp  +  t*qq  -  pp||  =  ||a  -  b||)
{}\mRightarrow{}  (||pp  +  s*qq  -  pp||  =  ||a  -  b||)
{}\mRightarrow{}  (t  \mmember{}  [r0,  r1])
{}\mRightarrow{}  ((s  \mleq{}  r0)  \mwedge{}  ((||a  -  p||  <  ||a  -  b||)  {}\mRightarrow{}  (s  <  r0)))
{}\mRightarrow{}  (\mexists{}u:\{u:Point(rv)|  ab=au  \mwedge{}  q\_u\_p\} 
          \mexists{}v:\{v:Point(rv)|  ab=av  \mwedge{}  q\_p\_v\} 
            ((||a  -  p||  <  ||a  -  b||)  {}\mRightarrow{}  (p  \#  v  \mwedge{}  ((||a  -  b||  <  ||a  -  q||)  {}\mRightarrow{}  q  \#  u))))


By

---

Latex:
(((RWO  "-1"  0  THENM  UnivCD)  THENA  Auto)
  THEN  (Assert  qq  -  pp  \mequiv{}  q  -  p  BY
                          ((RWO  "9<  11<"  0  THENA  Auto)  THEN  RealVecEqual  THEN  Auto))
  THEN  (RWO    "-1"  (-5)  THENA  Auto)
  THEN  (RWO    "-1"  (-4)  THENA  Auto))

---

Home Index