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Theorem trlval4

Description: The value of the trace of a lattice translation in terms of 2 atoms. (Contributed by NM, 3-May-2013)

Ref Expression
Hypotheses trlval3.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
trlval3.j ⊢ ∨ ˙ = join ⁡ K
trlval3.m ⊢ ∧ ˙ = meet ⁡ K
trlval3.a ⊢ A = Atoms ⁡ K
trlval3.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
trlval3.t ⊢ T = LTrn ⁡ K ⁡ W
trlval3.r ⊢ R = trL ⁡ K ⁡ W
Assertion trlval4 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → R ⁡ F = P ∨ ˙ F ⁡ P ∧ ˙ Q ∨ ˙ F ⁡ Q

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 trlval3.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
2 trlval3.j ⊢ ∨ ˙ = join ⁡ K
3 trlval3.m ⊢ ∧ ˙ = meet ⁡ K
4 trlval3.a ⊢ A = Atoms ⁡ K
5 trlval3.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
6 trlval3.t ⊢ T = LTrn ⁡ K ⁡ W
7 trlval3.r ⊢ R = trL ⁡ K ⁡ W
8 simp1 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → K ∈ HL ∧ W ∈ H
9 simp21 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → F ∈ T
10 simp22 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W
11 simp23 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W
12 simp3r ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q
13 simpl1l ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → K ∈ HL
14 simp23l ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → Q ∈ A
15 14 adantr ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → Q ∈ A
16 simpl1 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → K ∈ HL ∧ W ∈ H
17 simpl21 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → F ∈ T
18 1 4 5 6 ltrnat ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ Q ∈ A → F ⁡ Q ∈ A
19 16 17 15 18 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → F ⁡ Q ∈ A
20 1 2 4 hlatlej1 ⊢ K ∈ HL ∧ Q ∈ A ∧ F ⁡ Q ∈ A → Q ≤ ˙ Q ∨ ˙ F ⁡ Q
21 13 15 19 20 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → Q ≤ ˙ Q ∨ ˙ F ⁡ Q
22 simpl22 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W
23 1 2 4 5 6 7 trljat1 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W → P ∨ ˙ R ⁡ F = P ∨ ˙ F ⁡ P
24 16 17 22 23 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → P ∨ ˙ R ⁡ F = P ∨ ˙ F ⁡ P
25 simpr ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q
26 24 25 eqtrd ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → P ∨ ˙ R ⁡ F = Q ∨ ˙ F ⁡ Q
27 21 26 breqtrrd ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → Q ≤ ˙ P ∨ ˙ R ⁡ F
28 simpl3r ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q
29 simpll1 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q ∧ F ⁡ P = P → K ∈ HL ∧ W ∈ H
30 22 adantr ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q ∧ F ⁡ P = P → P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W
31 17 adantr ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q ∧ F ⁡ P = P → F ∈ T
32 simpr ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q ∧ F ⁡ P = P → F ⁡ P = P
33 eqid ⊢ 0. ⁡ K = 0. ⁡ K
34 1 33 4 5 6 7 trl0 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ F ∈ T ∧ F ⁡ P = P → R ⁡ F = 0. ⁡ K
35 29 30 31 32 34 syl112anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q ∧ F ⁡ P = P → R ⁡ F = 0. ⁡ K
36 hlatl ⊢ K ∈ HL → K ∈ AtLat
37 13 36 syl ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → K ∈ AtLat
38 simp22l ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → P ∈ A
39 38 adantr ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → P ∈ A
40 eqid ⊢ Base K = Base K
41 40 2 4 hlatjcl ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A → P ∨ ˙ Q ∈ Base K
42 13 39 15 41 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → P ∨ ˙ Q ∈ Base K
43 40 1 33 atl0le ⊢ K ∈ AtLat ∧ P ∨ ˙ Q ∈ Base K → 0. ⁡ K ≤ ˙ P ∨ ˙ Q
44 37 42 43 syl2anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → 0. ⁡ K ≤ ˙ P ∨ ˙ Q
45 44 adantr ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q ∧ F ⁡ P = P → 0. ⁡ K ≤ ˙ P ∨ ˙ Q
46 35 45 eqbrtrd ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q ∧ F ⁡ P = P → R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q
47 46 ex ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → F ⁡ P = P → R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q
48 47 necon3bd ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → F ⁡ P ≠ P
49 28 48 mpd ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → F ⁡ P ≠ P
50 1 4 5 6 7 trlat ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ F ∈ T ∧ F ⁡ P ≠ P → R ⁡ F ∈ A
51 16 22 17 49 50 syl112anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → R ⁡ F ∈ A
52 simpl3l ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → P ≠ Q
53 52 necomd ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → Q ≠ P
54 1 2 4 hlatexch1 ⊢ K ∈ HL ∧ Q ∈ A ∧ R ⁡ F ∈ A ∧ P ∈ A ∧ Q ≠ P → Q ≤ ˙ P ∨ ˙ R ⁡ F → R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q
55 13 15 51 39 53 54 syl131anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → Q ≤ ˙ P ∨ ˙ R ⁡ F → R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q
56 27 55 mpd ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q
57 56 ex ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → P ∨ ˙ F ⁡ P = Q ∨ ˙ F ⁡ Q → R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q
58 57 necon3bd ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → P ∨ ˙ F ⁡ P ≠ Q ∨ ˙ F ⁡ Q
59 12 58 mpd ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → P ∨ ˙ F ⁡ P ≠ Q ∨ ˙ F ⁡ Q
60 1 2 3 4 5 6 7 trlval3 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ∨ ˙ F ⁡ P ≠ Q ∨ ˙ F ⁡ Q → R ⁡ F = P ∨ ˙ F ⁡ P ∧ ˙ Q ∨ ˙ F ⁡ Q
61 8 9 10 11 59 60 syl113anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ F ∈ T ∧ P ∈ A ∧ ¬ P ≤ ˙ W ∧ Q ∈ A ∧ ¬ Q ≤ ˙ W ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ⁡ F ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → R ⁡ F = P ∨ ˙ F ⁡ P ∧ ˙ Q ∨ ˙ F ⁡ Q