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Theorem golem1

Description: Lemma for Godowski's equation. (Contributed by NM, 10-Nov-2002) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses golem1.1 ⊢ A ∈ C ℋ
golem1.2 ⊢ B ∈ C ℋ
golem1.3 ⊢ C ∈ C ℋ
golem1.4 ⊢ F = ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ B
golem1.5 ⊢ G = ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ C
golem1.6 ⊢ H = ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ A
golem1.7 ⊢ D = ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ A
golem1.8 ⊢ R = ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ B
golem1.9 ⊢ S = ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ C
Assertion golem1 ⊢ f ∈ States → f ⁡ F + f ⁡ G + f ⁡ H = f ⁡ D + f ⁡ R + f ⁡ S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 golem1.1 ⊢ A ∈ C ℋ
2 golem1.2 ⊢ B ∈ C ℋ
3 golem1.3 ⊢ C ∈ C ℋ
4 golem1.4 ⊢ F = ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ B
5 golem1.5 ⊢ G = ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ C
6 golem1.6 ⊢ H = ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ A
7 golem1.7 ⊢ D = ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ A
8 golem1.8 ⊢ R = ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ B
9 golem1.9 ⊢ S = ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ C
10 1 choccli ⊢ ⊥ ⁡ A ∈ C ℋ
11 stcl ⊢ f ∈ States → ⊥ ⁡ A ∈ C ℋ → f ⁡ ⊥ ⁡ A ∈ ℝ
12 10 11 mpi ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A ∈ ℝ
13 12 recnd ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A ∈ ℂ
14 2 choccli ⊢ ⊥ ⁡ B ∈ C ℋ
15 stcl ⊢ f ∈ States → ⊥ ⁡ B ∈ C ℋ → f ⁡ ⊥ ⁡ B ∈ ℝ
16 14 15 mpi ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ B ∈ ℝ
17 16 recnd ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ B ∈ ℂ
18 3 choccli ⊢ ⊥ ⁡ C ∈ C ℋ
19 stcl ⊢ f ∈ States → ⊥ ⁡ C ∈ C ℋ → f ⁡ ⊥ ⁡ C ∈ ℝ
20 18 19 mpi ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ C ∈ ℝ
21 20 recnd ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ C ∈ ℂ
22 13 17 21 addassd ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C = f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C
23 17 21 addcld ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C ∈ ℂ
24 13 23 addcomd ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C = f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ ⊥ ⁡ A
25 22 24 eqtrd ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C = f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ ⊥ ⁡ A
26 25 oveq1d ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ C ∩ A = f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ C ∩ A
27 13 17 addcld ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ ⊥ ⁡ B ∈ ℂ
28 1 2 chincli ⊢ A ∩ B ∈ C ℋ
29 stcl ⊢ f ∈ States → A ∩ B ∈ C ℋ → f ⁡ A ∩ B ∈ ℝ
30 28 29 mpi ⊢ f ∈ States → f ⁡ A ∩ B ∈ ℝ
31 30 recnd ⊢ f ∈ States → f ⁡ A ∩ B ∈ ℂ
32 2 3 chincli ⊢ B ∩ C ∈ C ℋ
33 stcl ⊢ f ∈ States → B ∩ C ∈ C ℋ → f ⁡ B ∩ C ∈ ℝ
34 32 33 mpi ⊢ f ∈ States → f ⁡ B ∩ C ∈ ℝ
35 34 recnd ⊢ f ∈ States → f ⁡ B ∩ C ∈ ℂ
36 31 35 addcld ⊢ f ∈ States → f ⁡ A ∩ B + f ⁡ B ∩ C ∈ ℂ
37 3 1 chincli ⊢ C ∩ A ∈ C ℋ
38 stcl ⊢ f ∈ States → C ∩ A ∈ C ℋ → f ⁡ C ∩ A ∈ ℝ
39 37 38 mpi ⊢ f ∈ States → f ⁡ C ∩ A ∈ ℝ
40 39 recnd ⊢ f ∈ States → f ⁡ C ∩ A ∈ ℂ
41 27 36 21 40 add4d ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ C ∩ A = f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ C ∩ A
42 23 36 13 40 add4d ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ C ∩ A = f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ C ∩ A
43 26 41 42 3eqtr4d ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ C ∩ A = f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ C ∩ A
44 13 31 17 35 add4d ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ B ∩ C = f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ B ∩ C
45 44 oveq1d ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ C ∩ A = f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ C ∩ A
46 17 31 21 35 add4d ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ B ∩ C = f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ B ∩ C
47 46 oveq1d ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ C ∩ A = f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ C ∩ A
48 43 45 47 3eqtr4d ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ C ∩ A = f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ C ∩ A
49 1 2 stji1i ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ B = f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ A ∩ B
50 2 3 stji1i ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ C = f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ B ∩ C
51 49 50 oveq12d ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ C = f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ B ∩ C
52 3 1 stji1i ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ A = f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ C ∩ A
53 51 52 oveq12d ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ A = f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ C ∩ A
54 2 1 stji1i ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ A = f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ B ∩ A
55 incom ⊢ B ∩ A = A ∩ B
56 55 fveq2i ⊢ f ⁡ B ∩ A = f ⁡ A ∩ B
57 56 oveq2i ⊢ f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ B ∩ A = f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ A ∩ B
58 54 57 eqtrdi ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ A = f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ A ∩ B
59 3 2 stji1i ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ B = f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ C ∩ B
60 incom ⊢ C ∩ B = B ∩ C
61 60 fveq2i ⊢ f ⁡ C ∩ B = f ⁡ B ∩ C
62 61 oveq2i ⊢ f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ C ∩ B = f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ B ∩ C
63 59 62 eqtrdi ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ B = f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ B ∩ C
64 58 63 oveq12d ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ A + f ⁡ ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ B = f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ B ∩ C
65 1 3 stji1i ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ C = f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ A ∩ C
66 incom ⊢ A ∩ C = C ∩ A
67 66 fveq2i ⊢ f ⁡ A ∩ C = f ⁡ C ∩ A
68 67 oveq2i ⊢ f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ A ∩ C = f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ C ∩ A
69 65 68 eqtrdi ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ C = f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ C ∩ A
70 64 69 oveq12d ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ A + f ⁡ ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ C = f ⁡ ⊥ ⁡ B + f ⁡ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ C + f ⁡ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ A + f ⁡ C ∩ A
71 48 53 70 3eqtr4d ⊢ f ∈ States → f ⁡ ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ A = f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ A + f ⁡ ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ C
72 4 fveq2i ⊢ f ⁡ F = f ⁡ ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ B
73 5 fveq2i ⊢ f ⁡ G = f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ C
74 72 73 oveq12i ⊢ f ⁡ F + f ⁡ G = f ⁡ ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ C
75 6 fveq2i ⊢ f ⁡ H = f ⁡ ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ A
76 74 75 oveq12i ⊢ f ⁡ F + f ⁡ G + f ⁡ H = f ⁡ ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ C + f ⁡ ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ A
77 7 fveq2i ⊢ f ⁡ D = f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ A
78 8 fveq2i ⊢ f ⁡ R = f ⁡ ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ B
79 77 78 oveq12i ⊢ f ⁡ D + f ⁡ R = f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ A + f ⁡ ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ B
80 9 fveq2i ⊢ f ⁡ S = f ⁡ ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ C
81 79 80 oveq12i ⊢ f ⁡ D + f ⁡ R + f ⁡ S = f ⁡ ⊥ ⁡ B ∨ ℋ B ∩ A + f ⁡ ⊥ ⁡ C ∨ ℋ C ∩ B + f ⁡ ⊥ ⁡ A ∨ ℋ A ∩ C
82 71 76 81 3eqtr4g ⊢ f ∈ States → f ⁡ F + f ⁡ G + f ⁡ H = f ⁡ D + f ⁡ R + f ⁡ S