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Theorem sumdmdii

Description: If the subspace sum of two Hilbert lattice elements is closed, then the elements are a dual modular pair. Remark in MaedaMaeda p. 139. (Contributed by NM, 12-Jul-2004) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses sumdmdi.1 ⊢ A ∈ C ℋ
sumdmdi.2 ⊢ B ∈ C ℋ
Assertion sumdmdii ⊢ A + ℋ B = A ∨ ℋ B → A 𝑀 ℋ * B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sumdmdi.1 ⊢ A ∈ C ℋ
2 sumdmdi.2 ⊢ B ∈ C ℋ
3 ineq2 ⊢ A + ℋ B = A ∨ ℋ B → x ∩ A + ℋ B = x ∩ A ∨ ℋ B
4 3 adantr ⊢ A + ℋ B = A ∨ ℋ B ∧ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x → x ∩ A + ℋ B = x ∩ A ∨ ℋ B
5 elin ⊢ y ∈ x ∩ A + ℋ B ↔ y ∈ x ∧ y ∈ A + ℋ B
6 1 2 chseli ⊢ y ∈ A + ℋ B ↔ ∃ z ∈ A ∃ w ∈ B y = z + ℎ w
7 ssel2 ⊢ B ⊆ x ∧ w ∈ B → w ∈ x
8 chsh ⊢ x ∈ C ℋ → x ∈ S ℋ
9 shsubcl ⊢ x ∈ S ℋ ∧ y ∈ x ∧ w ∈ x → y - ℎ w ∈ x
10 9 3exp ⊢ x ∈ S ℋ → y ∈ x → w ∈ x → y - ℎ w ∈ x
11 8 10 syl ⊢ x ∈ C ℋ → y ∈ x → w ∈ x → y - ℎ w ∈ x
12 7 11 syl7 ⊢ x ∈ C ℋ → y ∈ x → B ⊆ x ∧ w ∈ B → y - ℎ w ∈ x
13 12 exp4a ⊢ x ∈ C ℋ → y ∈ x → B ⊆ x → w ∈ B → y - ℎ w ∈ x
14 13 com23 ⊢ x ∈ C ℋ → B ⊆ x → y ∈ x → w ∈ B → y - ℎ w ∈ x
15 14 imp41 ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x ∧ w ∈ B → y - ℎ w ∈ x
16 15 adantlr ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x ∧ z ∈ A ∧ w ∈ B → y - ℎ w ∈ x
17 16 adantr ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x ∧ z ∈ A ∧ w ∈ B ∧ y = z + ℎ w → y - ℎ w ∈ x
18 chel ⊢ x ∈ C ℋ ∧ y ∈ x → y ∈ ℋ
19 18 adantlr ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x → y ∈ ℋ
20 1 cheli ⊢ z ∈ A → z ∈ ℋ
21 2 cheli ⊢ w ∈ B → w ∈ ℋ
22 hvsubadd ⊢ y ∈ ℋ ∧ w ∈ ℋ ∧ z ∈ ℋ → y - ℎ w = z ↔ w + ℎ z = y
23 ax-hvcom ⊢ w ∈ ℋ ∧ z ∈ ℋ → w + ℎ z = z + ℎ w
24 23 eqeq1d ⊢ w ∈ ℋ ∧ z ∈ ℋ → w + ℎ z = y ↔ z + ℎ w = y
25 eqcom ⊢ z + ℎ w = y ↔ y = z + ℎ w
26 24 25 bitrdi ⊢ w ∈ ℋ ∧ z ∈ ℋ → w + ℎ z = y ↔ y = z + ℎ w
27 26 3adant1 ⊢ y ∈ ℋ ∧ w ∈ ℋ ∧ z ∈ ℋ → w + ℎ z = y ↔ y = z + ℎ w
28 22 27 bitrd ⊢ y ∈ ℋ ∧ w ∈ ℋ ∧ z ∈ ℋ → y - ℎ w = z ↔ y = z + ℎ w
29 28 3com23 ⊢ y ∈ ℋ ∧ z ∈ ℋ ∧ w ∈ ℋ → y - ℎ w = z ↔ y = z + ℎ w
30 19 20 21 29 syl3an ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x ∧ z ∈ A ∧ w ∈ B → y - ℎ w = z ↔ y = z + ℎ w
31 30 3expa ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x ∧ z ∈ A ∧ w ∈ B → y - ℎ w = z ↔ y = z + ℎ w
32 eleq1 ⊢ y - ℎ w = z → y - ℎ w ∈ x ↔ z ∈ x
33 31 32 biimtrrdi ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x ∧ z ∈ A ∧ w ∈ B → y = z + ℎ w → y - ℎ w ∈ x ↔ z ∈ x
34 33 imp ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x ∧ z ∈ A ∧ w ∈ B ∧ y = z + ℎ w → y - ℎ w ∈ x ↔ z ∈ x
35 17 34 mpbid ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x ∧ z ∈ A ∧ w ∈ B ∧ y = z + ℎ w → z ∈ x
36 simpr ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x ∧ z ∈ A ∧ w ∈ B ∧ y = z + ℎ w → y = z + ℎ w
37 35 36 jca ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x ∧ z ∈ A ∧ w ∈ B ∧ y = z + ℎ w → z ∈ x ∧ y = z + ℎ w
38 37 exp31 ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x ∧ z ∈ A → w ∈ B → y = z + ℎ w → z ∈ x ∧ y = z + ℎ w
39 38 reximdvai ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x ∧ z ∈ A → ∃ w ∈ B y = z + ℎ w → ∃ w ∈ B z ∈ x ∧ y = z + ℎ w
40 r19.42v ⊢ ∃ w ∈ B z ∈ x ∧ y = z + ℎ w ↔ z ∈ x ∧ ∃ w ∈ B y = z + ℎ w
41 39 40 imbitrdi ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x ∧ z ∈ A → ∃ w ∈ B y = z + ℎ w → z ∈ x ∧ ∃ w ∈ B y = z + ℎ w
42 41 reximdva ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x → ∃ z ∈ A ∃ w ∈ B y = z + ℎ w → ∃ z ∈ A z ∈ x ∧ ∃ w ∈ B y = z + ℎ w
43 elin ⊢ z ∈ x ∩ A ↔ z ∈ x ∧ z ∈ A
44 ancom ⊢ z ∈ x ∧ z ∈ A ↔ z ∈ A ∧ z ∈ x
45 43 44 bitri ⊢ z ∈ x ∩ A ↔ z ∈ A ∧ z ∈ x
46 45 anbi1i ⊢ z ∈ x ∩ A ∧ ∃ w ∈ B y = z + ℎ w ↔ z ∈ A ∧ z ∈ x ∧ ∃ w ∈ B y = z + ℎ w
47 anass ⊢ z ∈ A ∧ z ∈ x ∧ ∃ w ∈ B y = z + ℎ w ↔ z ∈ A ∧ z ∈ x ∧ ∃ w ∈ B y = z + ℎ w
48 46 47 bitri ⊢ z ∈ x ∩ A ∧ ∃ w ∈ B y = z + ℎ w ↔ z ∈ A ∧ z ∈ x ∧ ∃ w ∈ B y = z + ℎ w
49 48 rexbii2 ⊢ ∃ z ∈ x ∩ A ∃ w ∈ B y = z + ℎ w ↔ ∃ z ∈ A z ∈ x ∧ ∃ w ∈ B y = z + ℎ w
50 42 49 imbitrrdi ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x → ∃ z ∈ A ∃ w ∈ B y = z + ℎ w → ∃ z ∈ x ∩ A ∃ w ∈ B y = z + ℎ w
51 1 chshii ⊢ A ∈ S ℋ
52 shincl ⊢ x ∈ S ℋ ∧ A ∈ S ℋ → x ∩ A ∈ S ℋ
53 8 51 52 sylancl ⊢ x ∈ C ℋ → x ∩ A ∈ S ℋ
54 53 ad2antrr ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x → x ∩ A ∈ S ℋ
55 2 chshii ⊢ B ∈ S ℋ
56 shsel ⊢ x ∩ A ∈ S ℋ ∧ B ∈ S ℋ → y ∈ x ∩ A + ℋ B ↔ ∃ z ∈ x ∩ A ∃ w ∈ B y = z + ℎ w
57 54 55 56 sylancl ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x → y ∈ x ∩ A + ℋ B ↔ ∃ z ∈ x ∩ A ∃ w ∈ B y = z + ℎ w
58 50 57 sylibrd ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x → ∃ z ∈ A ∃ w ∈ B y = z + ℎ w → y ∈ x ∩ A + ℋ B
59 6 58 biimtrid ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x ∧ y ∈ x → y ∈ A + ℋ B → y ∈ x ∩ A + ℋ B
60 59 expimpd ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x → y ∈ x ∧ y ∈ A + ℋ B → y ∈ x ∩ A + ℋ B
61 5 60 biimtrid ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x → y ∈ x ∩ A + ℋ B → y ∈ x ∩ A + ℋ B
62 61 ssrdv ⊢ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x → x ∩ A + ℋ B ⊆ x ∩ A + ℋ B
63 62 adantl ⊢ A + ℋ B = A ∨ ℋ B ∧ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x → x ∩ A + ℋ B ⊆ x ∩ A + ℋ B
64 4 63 eqsstrrd ⊢ A + ℋ B = A ∨ ℋ B ∧ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x → x ∩ A ∨ ℋ B ⊆ x ∩ A + ℋ B
65 chincl ⊢ x ∈ C ℋ ∧ A ∈ C ℋ → x ∩ A ∈ C ℋ
66 1 65 mpan2 ⊢ x ∈ C ℋ → x ∩ A ∈ C ℋ
67 chslej ⊢ x ∩ A ∈ C ℋ ∧ B ∈ C ℋ → x ∩ A + ℋ B ⊆ x ∩ A ∨ ℋ B
68 66 2 67 sylancl ⊢ x ∈ C ℋ → x ∩ A + ℋ B ⊆ x ∩ A ∨ ℋ B
69 68 ad2antrl ⊢ A + ℋ B = A ∨ ℋ B ∧ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x → x ∩ A + ℋ B ⊆ x ∩ A ∨ ℋ B
70 64 69 sstrd ⊢ A + ℋ B = A ∨ ℋ B ∧ x ∈ C ℋ ∧ B ⊆ x → x ∩ A ∨ ℋ B ⊆ x ∩ A ∨ ℋ B
71 70 exp32 ⊢ A + ℋ B = A ∨ ℋ B → x ∈ C ℋ → B ⊆ x → x ∩ A ∨ ℋ B ⊆ x ∩ A ∨ ℋ B
72 71 ralrimiv ⊢ A + ℋ B = A ∨ ℋ B → ∀ x ∈ C ℋ B ⊆ x → x ∩ A ∨ ℋ B ⊆ x ∩ A ∨ ℋ B
73 dmdbr2 ⊢ A ∈ C ℋ ∧ B ∈ C ℋ → A 𝑀 ℋ * B ↔ ∀ x ∈ C ℋ B ⊆ x → x ∩ A ∨ ℋ B ⊆ x ∩ A ∨ ℋ B
74 1 2 73 mp2an ⊢ A 𝑀 ℋ * B ↔ ∀ x ∈ C ℋ B ⊆ x → x ∩ A ∨ ℋ B ⊆ x ∩ A ∨ ℋ B
75 72 74 sylibr ⊢ A + ℋ B = A ∨ ℋ B → A 𝑀 ℋ * B