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Theorem cvrexch

Description: A Hilbert lattice satisfies the exchange axiom. Proposition 1(iii) of Kalmbach p. 140 and its converse. Originally proved by Garrett Birkhoff in 1933. ( cvexchi analog.) (Contributed by NM, 18-Nov-2011)

Ref Expression
Hypotheses cvrexch.b B = Base K
cvrexch.j ˙ = join K
cvrexch.m ˙ = meet K
cvrexch.c C = K
Assertion cvrexch K HL X B Y B X ˙ Y C Y X C X ˙ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cvrexch.b B = Base K
2 cvrexch.j ˙ = join K
3 cvrexch.m ˙ = meet K
4 cvrexch.c C = K
5 1 2 3 4 cvrexchlem K HL X B Y B X ˙ Y C Y X C X ˙ Y
6 simp1 K HL X B Y B K HL
7 hlop K HL K OP
8 7 3ad2ant1 K HL X B Y B K OP
9 simp3 K HL X B Y B Y B
10 eqid oc K = oc K
11 1 10 opoccl K OP Y B oc K Y B
12 8 9 11 syl2anc K HL X B Y B oc K Y B
13 simp2 K HL X B Y B X B
14 1 10 opoccl K OP X B oc K X B
15 8 13 14 syl2anc K HL X B Y B oc K X B
16 1 2 3 4 cvrexchlem K HL oc K Y B oc K X B oc K Y ˙ oc K X C oc K X oc K Y C oc K Y ˙ oc K X
17 6 12 15 16 syl3anc K HL X B Y B oc K Y ˙ oc K X C oc K X oc K Y C oc K Y ˙ oc K X
18 hlol K HL K OL
19 1 2 3 10 oldmj1 K OL X B Y B oc K X ˙ Y = oc K X ˙ oc K Y
20 18 19 syl3an1 K HL X B Y B oc K X ˙ Y = oc K X ˙ oc K Y
21 hllat K HL K Lat
22 21 3ad2ant1 K HL X B Y B K Lat
23 1 3 latmcom K Lat oc K X B oc K Y B oc K X ˙ oc K Y = oc K Y ˙ oc K X
24 22 15 12 23 syl3anc K HL X B Y B oc K X ˙ oc K Y = oc K Y ˙ oc K X
25 20 24 eqtrd K HL X B Y B oc K X ˙ Y = oc K Y ˙ oc K X
26 25 breq1d K HL X B Y B oc K X ˙ Y C oc K X oc K Y ˙ oc K X C oc K X
27 1 2 3 10 oldmm1 K OL X B Y B oc K X ˙ Y = oc K X ˙ oc K Y
28 18 27 syl3an1 K HL X B Y B oc K X ˙ Y = oc K X ˙ oc K Y
29 1 2 latjcom K Lat oc K X B oc K Y B oc K X ˙ oc K Y = oc K Y ˙ oc K X
30 22 15 12 29 syl3anc K HL X B Y B oc K X ˙ oc K Y = oc K Y ˙ oc K X
31 28 30 eqtrd K HL X B Y B oc K X ˙ Y = oc K Y ˙ oc K X
32 31 breq2d K HL X B Y B oc K Y C oc K X ˙ Y oc K Y C oc K Y ˙ oc K X
33 17 26 32 3imtr4d K HL X B Y B oc K X ˙ Y C oc K X oc K Y C oc K X ˙ Y
34 1 2 latjcl K Lat X B Y B X ˙ Y B
35 21 34 syl3an1 K HL X B Y B X ˙ Y B
36 1 10 4 cvrcon3b K OP X B X ˙ Y B X C X ˙ Y oc K X ˙ Y C oc K X
37 8 13 35 36 syl3anc K HL X B Y B X C X ˙ Y oc K X ˙ Y C oc K X
38 1 3 latmcl K Lat X B Y B X ˙ Y B
39 21 38 syl3an1 K HL X B Y B X ˙ Y B
40 1 10 4 cvrcon3b K OP X ˙ Y B Y B X ˙ Y C Y oc K Y C oc K X ˙ Y
41 8 39 9 40 syl3anc K HL X B Y B X ˙ Y C Y oc K Y C oc K X ˙ Y
42 33 37 41 3imtr4d K HL X B Y B X C X ˙ Y X ˙ Y C Y
43 5 42 impbid K HL X B Y B X ˙ Y C Y X C X ˙ Y