Metamath Proof Explorer


Theorem dochsat

Description: The double orthocomplement of an atom is an atom. (Contributed by NM, 29-Oct-2014)

Ref Expression
Hypotheses dochsat.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
dochsat.o ⊢ ⊥ ˙ = ocH ⁡ K ⁡ W
dochsat.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
dochsat.s ⊢ S = LSubSp ⁡ U
dochsat.a ⊢ A = LSAtoms ⁡ U
dochsat.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
dochsat.q ⊢ φ → Q ∈ S
Assertion dochsat ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A ↔ Q ∈ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dochsat.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
2 dochsat.o ⊢ ⊥ ˙ = ocH ⁡ K ⁡ W
3 dochsat.u ⊢ U = DVecH ⁡ K ⁡ W
4 dochsat.s ⊢ S = LSubSp ⁡ U
5 dochsat.a ⊢ A = LSAtoms ⁡ U
6 dochsat.k ⊢ φ → K ∈ HL ∧ W ∈ H
7 dochsat.q ⊢ φ → Q ∈ S
8 1 3 6 dvhlmod ⊢ φ → U ∈ LMod
9 8 adantr ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → U ∈ LMod
10 7 adantr ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → Q ∈ S
11 eqid ⊢ 0 U = 0 U
12 11 4 lss0ss ⊢ U ∈ LMod ∧ Q ∈ S → 0 U ⊆ Q
13 9 10 12 syl2anc ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → 0 U ⊆ Q
14 simpr ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A
15 11 5 9 14 lsatn0 ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ≠ 0 U
16 simpr ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A ∧ Q = 0 U → Q = 0 U
17 16 fveq2d ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A ∧ Q = 0 U → ⊥ ˙ ⁡ Q = ⊥ ˙ ⁡ 0 U
18 17 fveq2d ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A ∧ Q = 0 U → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q = ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ 0 U
19 1 3 2 11 6 dochoc0 ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ 0 U = 0 U
20 19 adantr ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ 0 U = 0 U
21 20 adantr ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A ∧ Q = 0 U → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ 0 U = 0 U
22 18 21 eqtrd ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A ∧ Q = 0 U → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q = 0 U
23 22 ex ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → Q = 0 U → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q = 0 U
24 23 necon3d ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ≠ 0 U → Q ≠ 0 U
25 15 24 mpd ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → Q ≠ 0 U
26 25 necomd ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → 0 U ≠ Q
27 df-pss ⊢ 0 U ⊂ Q ↔ 0 U ⊆ Q ∧ 0 U ≠ Q
28 13 26 27 sylanbrc ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → 0 U ⊂ Q
29 6 adantr ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → K ∈ HL ∧ W ∈ H
30 eqid ⊢ Base U = Base U
31 30 4 lssss ⊢ Q ∈ S → Q ⊆ Base U
32 7 31 syl ⊢ φ → Q ⊆ Base U
33 32 adantr ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → Q ⊆ Base U
34 1 3 30 2 dochocss ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ Q ⊆ Base U → Q ⊆ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q
35 29 33 34 syl2anc ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → Q ⊆ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q
36 4 5 9 14 lsatlssel ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ S
37 4 lsssubg ⊢ U ∈ LMod ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ S → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ SubGrp ⁡ U
38 9 36 37 syl2anc ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ SubGrp ⁡ U
39 eqid ⊢ LSSum ⁡ U = LSSum ⁡ U
40 11 39 lsm02 ⊢ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ SubGrp ⁡ U → 0 U LSSum ⁡ U ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q = ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q
41 38 40 syl ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → 0 U LSSum ⁡ U ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q = ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q
42 35 41 sseqtrrd ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → Q ⊆ 0 U LSSum ⁡ U ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q
43 1 3 6 dvhlvec ⊢ φ → U ∈ LVec
44 43 adantr ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → U ∈ LVec
45 11 4 lsssn0 ⊢ U ∈ LMod → 0 U ∈ S
46 9 45 syl ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → 0 U ∈ S
47 4 39 5 44 46 10 14 lsmsatcv ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A ∧ 0 U ⊂ Q ∧ Q ⊆ 0 U LSSum ⁡ U ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q → Q = 0 U LSSum ⁡ U ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q
48 28 42 47 mpd3an23 ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → Q = 0 U LSSum ⁡ U ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q
49 48 41 eqtr2d ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q = Q
50 49 14 eqeltrrd ⊢ φ ∧ ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A → Q ∈ A
51 6 adantr ⊢ φ ∧ Q ∈ A → K ∈ HL ∧ W ∈ H
52 eqid ⊢ DIsoH ⁡ K ⁡ W = DIsoH ⁡ K ⁡ W
53 1 3 52 5 dih1dimat ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ Q ∈ A → Q ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
54 6 53 sylan ⊢ φ ∧ Q ∈ A → Q ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W
55 1 52 2 dochoc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ Q ∈ ran ⁡ DIsoH ⁡ K ⁡ W → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q = Q
56 51 54 55 syl2anc ⊢ φ ∧ Q ∈ A → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q = Q
57 simpr ⊢ φ ∧ Q ∈ A → Q ∈ A
58 56 57 eqeltrd ⊢ φ ∧ Q ∈ A → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A
59 50 58 impbida ⊢ φ → ⊥ ˙ ⁡ ⊥ ˙ ⁡ Q ∈ A ↔ Q ∈ A