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Theorem superpos

Description: Superposition Principle. If A and B are distinct atoms, there exists a third atom, distinct from A and B , that is the superposition of A and B . Definition 3.4-3(a) in MegPav2000 p. 2345 (PDF p. 8). (Contributed by NM, 9-Jun-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion superpos A HAtoms B HAtoms A B x HAtoms x A x B x A B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 atom1d A HAtoms y y 0 A = span y
2 atom1d B HAtoms z z 0 B = span z
3 reeanv y z y 0 A = span y z 0 B = span z y y 0 A = span y z z 0 B = span z
4 an4 y 0 A = span y z 0 B = span z y 0 z 0 A = span y B = span z
5 neeq1 A = span y A B span y B
6 neeq2 B = span z span y B span y span z
7 5 6 sylan9bb A = span y B = span z A B span y span z
8 7 adantl y z y 0 z 0 A = span y B = span z A B span y span z
9 hvaddcl y z y + z
10 9 adantr y z span y span z y + z
11 hvaddeq0 y z y + z = 0 y = -1 z
12 sneq y = -1 z y = -1 z
13 12 fveq2d y = -1 z span y = span -1 z
14 neg1cn 1
15 neg1ne0 1 0
16 spansncol z 1 1 0 span -1 z = span z
17 14 15 16 mp3an23 z span -1 z = span z
18 13 17 sylan9eqr z y = -1 z span y = span z
19 18 ex z y = -1 z span y = span z
20 19 adantl y z y = -1 z span y = span z
21 11 20 sylbid y z y + z = 0 span y = span z
22 21 necon3d y z span y span z y + z 0
23 22 imp y z span y span z y + z 0
24 spansna y + z y + z 0 span y + z HAtoms
25 10 23 24 syl2anc y z span y span z span y + z HAtoms
26 25 adantlr y z y 0 z 0 span y span z span y + z HAtoms
27 26 adantlr y z y 0 z 0 A = span y B = span z span y span z span y + z HAtoms
28 eqeq2 A = span y span y + z = A span y + z = span y
29 28 biimpd A = span y span y + z = A span y + z = span y
30 spansneleqi y + z span y + z = span y y + z span y
31 9 30 syl y z span y + z = span y y + z span y
32 elspansn y y + z span y v y + z = v y
33 32 adantr y z y + z span y v y + z = v y
34 addcl v 1 v + -1
35 14 34 mpan2 v v + -1
36 35 ad2antlr y z v y + z = v y v + -1
37 hvmulcl v y v y
38 37 ancoms y v v y
39 38 adantlr y z v v y
40 simpll y z v y
41 simplr y z v z
42 hvsubadd v y y z v y - y = z y + z = v y
43 39 40 41 42 syl3anc y z v v y - y = z y + z = v y
44 43 biimpar y z v y + z = v y v y - y = z
45 hvsubval v y y v y - y = v y + -1 y
46 37 45 sylancom v y v y - y = v y + -1 y
47 ax-hvdistr2 v 1 y v + -1 y = v y + -1 y
48 14 47 mp3an2 v y v + -1 y = v y + -1 y
49 46 48 eqtr4d v y v y - y = v + -1 y
50 49 ancoms y v v y - y = v + -1 y
51 50 adantlr y z v v y - y = v + -1 y
52 51 adantr y z v y + z = v y v y - y = v + -1 y
53 44 52 eqtr3d y z v y + z = v y z = v + -1 y
54 oveq1 w = v + -1 w y = v + -1 y
55 54 rspceeqv v + -1 z = v + -1 y w z = w y
56 36 53 55 syl2anc y z v y + z = v y w z = w y
57 56 rexlimdva2 y z v y + z = v y w z = w y
58 33 57 sylbid y z y + z span y w z = w y
59 31 58 syld y z span y + z = span y w z = w y
60 elspansn y z span y w z = w y
61 60 adantr y z z span y w z = w y
62 59 61 sylibrd y z span y + z = span y z span y
63 62 adantr y z z 0 span y + z = span y z span y
64 spansneleq y z 0 z span y span z = span y
65 eqcom span z = span y span y = span z
66 64 65 syl6ib y z 0 z span y span y = span z
67 66 adantlr y z z 0 z span y span y = span z
68 63 67 syld y z z 0 span y + z = span y span y = span z
69 29 68 sylan9r y z z 0 A = span y span y + z = A span y = span z
70 69 necon3d y z z 0 A = span y span y span z span y + z A
71 70 adantlrl y z y 0 z 0 A = span y span y span z span y + z A
72 71 adantrr y z y 0 z 0 A = span y B = span z span y span z span y + z A
73 72 imp y z y 0 z 0 A = span y B = span z span y span z span y + z A
74 eqeq2 B = span z span y + z = B span y + z = span z
75 74 biimpd B = span z span y + z = B span y + z = span z
76 spansneleqi y + z span y + z = span z y + z span z
77 9 76 syl y z span y + z = span z y + z span z
78 elspansn z y + z span z v y + z = v z
79 78 adantl y z y + z span z v y + z = v z
80 35 ad2antlr y z v y + z = v z v + -1
81 hvmulcl v z v z
82 81 ancoms z v v z
83 82 adantll y z v v z
84 hvsubadd v z z y v z - z = y z + y = v z
85 83 41 40 84 syl3anc y z v v z - z = y z + y = v z
86 ax-hvcom y z y + z = z + y
87 86 adantr y z v y + z = z + y
88 87 eqeq1d y z v y + z = v z z + y = v z
89 85 88 bitr4d y z v v z - z = y y + z = v z
90 89 biimpar y z v y + z = v z v z - z = y
91 hvsubval v z z v z - z = v z + -1 z
92 81 91 sylancom v z v z - z = v z + -1 z
93 ax-hvdistr2 v 1 z v + -1 z = v z + -1 z
94 14 93 mp3an2 v z v + -1 z = v z + -1 z
95 92 94 eqtr4d v z v z - z = v + -1 z
96 95 ancoms z v v z - z = v + -1 z
97 96 adantll y z v v z - z = v + -1 z
98 97 adantr y z v y + z = v z v z - z = v + -1 z
99 90 98 eqtr3d y z v y + z = v z y = v + -1 z
100 oveq1 w = v + -1 w z = v + -1 z
101 100 rspceeqv v + -1 y = v + -1 z w y = w z
102 80 99 101 syl2anc y z v y + z = v z w y = w z
103 102 rexlimdva2 y z v y + z = v z w y = w z
104 79 103 sylbid y z y + z span z w y = w z
105 77 104 syld y z span y + z = span z w y = w z
106 elspansn z y span z w y = w z
107 106 adantl y z y span z w y = w z
108 105 107 sylibrd y z span y + z = span z y span z
109 108 adantr y z y 0 span y + z = span z y span z
110 spansneleq z y 0 y span z span y = span z
111 110 adantll y z y 0 y span z span y = span z
112 109 111 syld y z y 0 span y + z = span z span y = span z
113 75 112 sylan9r y z y 0 B = span z span y + z = B span y = span z
114 113 necon3d y z y 0 B = span z span y span z span y + z B
115 114 adantlrr y z y 0 z 0 B = span z span y span z span y + z B
116 115 adantrl y z y 0 z 0 A = span y B = span z span y span z span y + z B
117 116 imp y z y 0 z 0 A = span y B = span z span y span z span y + z B
118 spanpr y z span y + z span y z
119 118 adantr y z A = span y B = span z span y + z span y z
120 oveq12 A = span y B = span z A B = span y span z
121 df-pr y z = y z
122 121 fveq2i span y z = span y z
123 snssi y y
124 snssi z z
125 spanun y z span y z = span y + span z
126 123 124 125 syl2an y z span y z = span y + span z
127 122 126 eqtrid y z span y z = span y + span z
128 spansnch y span y C
129 spansnj span y C z span y + span z = span y span z
130 128 129 sylan y z span y + span z = span y span z
131 127 130 eqtr2d y z span y span z = span y z
132 120 131 sylan9eqr y z A = span y B = span z A B = span y z
133 119 132 sseqtrrd y z A = span y B = span z span y + z A B
134 133 adantlr y z y 0 z 0 A = span y B = span z span y + z A B
135 134 adantr y z y 0 z 0 A = span y B = span z span y span z span y + z A B
136 neeq1 x = span y + z x A span y + z A
137 neeq1 x = span y + z x B span y + z B
138 sseq1 x = span y + z x A B span y + z A B
139 136 137 138 3anbi123d x = span y + z x A x B x A B span y + z A span y + z B span y + z A B
140 139 rspcev span y + z HAtoms span y + z A span y + z B span y + z A B x HAtoms x A x B x A B
141 27 73 117 135 140 syl13anc y z y 0 z 0 A = span y B = span z span y span z x HAtoms x A x B x A B
142 141 ex y z y 0 z 0 A = span y B = span z span y span z x HAtoms x A x B x A B
143 8 142 sylbid y z y 0 z 0 A = span y B = span z A B x HAtoms x A x B x A B
144 143 expl y z y 0 z 0 A = span y B = span z A B x HAtoms x A x B x A B
145 4 144 syl5bi y z y 0 A = span y z 0 B = span z A B x HAtoms x A x B x A B
146 145 rexlimivv y z y 0 A = span y z 0 B = span z A B x HAtoms x A x B x A B
147 3 146 sylbir y y 0 A = span y z z 0 B = span z A B x HAtoms x A x B x A B
148 1 2 147 syl2anb A HAtoms B HAtoms A B x HAtoms x A x B x A B
149 148 3impia A HAtoms B HAtoms A B x HAtoms x A x B x A B