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Theorem 2lplnj

Description: The join of two different lattice planes in a (3-dimensional) lattice volume equals the volume. (Contributed by NM, 12-Jul-2012)

Ref Expression
Hypotheses 2lplnj.l ˙ = K
2lplnj.j ˙ = join K
2lplnj.p P = LPlanes K
2lplnj.v V = LVols K
Assertion 2lplnj K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y X ˙ Y = W

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 2lplnj.l ˙ = K
2 2lplnj.j ˙ = join K
3 2lplnj.p P = LPlanes K
4 2lplnj.v V = LVols K
5 eqid Base K = Base K
6 eqid Atoms K = Atoms K
7 5 1 2 6 3 islpln2 K HL X P X Base K q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s
8 simpr X Base K q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s
9 7 8 syl6bi K HL X P q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s
10 5 1 2 6 3 islpln2 K HL Y P Y Base K t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v
11 simpr Y Base K t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v
12 10 11 syl6bi K HL Y P t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v
13 9 12 anim12d K HL X P Y P q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v
14 13 imp K HL X P Y P q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v
15 14 3adantr3 K HL X P Y P W V q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v
16 15 3adant3 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v
17 simpl33 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K X = q ˙ r ˙ s
18 17 3ad2ant1 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v X = q ˙ r ˙ s
19 simp33 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v Y = t ˙ u ˙ v
20 18 19 oveq12d K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v X ˙ Y = q ˙ r ˙ s ˙ t ˙ u ˙ v
21 simp11 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s K HL
22 simp123 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s W V
23 21 22 jca K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s K HL W V
24 23 adantr K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K K HL W V
25 24 3ad2ant1 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v K HL W V
26 simp2l K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s q Atoms K
27 simp2rl K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s r Atoms K
28 simp2rr K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s s Atoms K
29 26 27 28 3jca K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s q Atoms K r Atoms K s Atoms K
30 29 adantr K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K q Atoms K r Atoms K s Atoms K
31 30 3ad2ant1 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v q Atoms K r Atoms K s Atoms K
32 simpl31 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K q r
33 32 3ad2ant1 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v q r
34 simpl32 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K ¬ s ˙ q ˙ r
35 34 3ad2ant1 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v ¬ s ˙ q ˙ r
36 33 35 jca K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v q r ¬ s ˙ q ˙ r
37 simp1r K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v t Atoms K
38 simp2l K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v u Atoms K
39 simp2r K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v v Atoms K
40 37 38 39 3jca K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v t Atoms K u Atoms K v Atoms K
41 simp31 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v t u
42 simp32 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v ¬ v ˙ t ˙ u
43 41 42 jca K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v t u ¬ v ˙ t ˙ u
44 simpl13 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K X ˙ W Y ˙ W X Y
45 44 3ad2ant1 K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v X ˙ W Y ˙ W X Y
46 breq1 X = q ˙ r ˙ s X ˙ W q ˙ r ˙ s ˙ W
47 neeq1 X = q ˙ r ˙ s X Y q ˙ r ˙ s Y
48 46 47 3anbi13d X = q ˙ r ˙ s X ˙ W Y ˙ W X Y q ˙ r ˙ s ˙ W Y ˙ W q ˙ r ˙ s Y
49 breq1 Y = t ˙ u ˙ v Y ˙ W t ˙ u ˙ v ˙ W
50 neeq2 Y = t ˙ u ˙ v q ˙ r ˙ s Y q ˙ r ˙ s t ˙ u ˙ v
51 49 50 3anbi23d Y = t ˙ u ˙ v q ˙ r ˙ s ˙ W Y ˙ W q ˙ r ˙ s Y q ˙ r ˙ s ˙ W t ˙ u ˙ v ˙ W q ˙ r ˙ s t ˙ u ˙ v
52 48 51 sylan9bb X = q ˙ r ˙ s Y = t ˙ u ˙ v X ˙ W Y ˙ W X Y q ˙ r ˙ s ˙ W t ˙ u ˙ v ˙ W q ˙ r ˙ s t ˙ u ˙ v
53 18 19 52 syl2anc K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v X ˙ W Y ˙ W X Y q ˙ r ˙ s ˙ W t ˙ u ˙ v ˙ W q ˙ r ˙ s t ˙ u ˙ v
54 45 53 mpbid K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v q ˙ r ˙ s ˙ W t ˙ u ˙ v ˙ W q ˙ r ˙ s t ˙ u ˙ v
55 1 2 6 4 2lplnja K HL W V q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u q ˙ r ˙ s ˙ W t ˙ u ˙ v ˙ W q ˙ r ˙ s t ˙ u ˙ v q ˙ r ˙ s ˙ t ˙ u ˙ v = W
56 25 31 36 40 43 54 55 syl321anc K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v q ˙ r ˙ s ˙ t ˙ u ˙ v = W
57 20 56 eqtrd K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v X ˙ Y = W
58 57 3exp K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v X ˙ Y = W
59 58 rexlimdvv K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v X ˙ Y = W
60 59 rexlimdva K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v X ˙ Y = W
61 60 3exp K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v X ˙ Y = W
62 61 expdimp K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v X ˙ Y = W
63 62 rexlimdvv K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v X ˙ Y = W
64 63 rexlimdva K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v X ˙ Y = W
65 64 impd K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y q Atoms K r Atoms K s Atoms K q r ¬ s ˙ q ˙ r X = q ˙ r ˙ s t Atoms K u Atoms K v Atoms K t u ¬ v ˙ t ˙ u Y = t ˙ u ˙ v X ˙ Y = W
66 16 65 mpd K HL X P Y P W V X ˙ W Y ˙ W X Y X ˙ Y = W