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Theorem 2llnma3r

Description: Two different intersecting lines (expressed in terms of atoms) meet at their common point (atom). (Contributed by NM, 30-Apr-2013)

Ref Expression
Hypotheses 2llnm.l = ( le ‘ 𝐾 )
2llnm.j = ( join ‘ 𝐾 )
2llnm.m = ( meet ‘ 𝐾 )
2llnm.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
Assertion 2llnma3r ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑄 𝑅 ) ) = 𝑅 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 2llnm.l = ( le ‘ 𝐾 )
2 2llnm.j = ( join ‘ 𝐾 )
3 2llnm.m = ( meet ‘ 𝐾 )
4 2llnm.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
5 simp1 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → 𝐾 ∈ HL )
6 simp21 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → 𝑃𝐴 )
7 simp23 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → 𝑅𝐴 )
8 2 4 hlatjcom ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑅𝐴 ) → ( 𝑃 𝑅 ) = ( 𝑅 𝑃 ) )
9 5 6 7 8 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → ( 𝑃 𝑅 ) = ( 𝑅 𝑃 ) )
10 simp22 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → 𝑄𝐴 )
11 2 4 hlatjcom ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑄𝐴𝑅𝐴 ) → ( 𝑄 𝑅 ) = ( 𝑅 𝑄 ) )
12 5 10 7 11 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → ( 𝑄 𝑅 ) = ( 𝑅 𝑄 ) )
13 9 12 oveq12d ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑄 𝑅 ) ) = ( ( 𝑅 𝑃 ) ( 𝑅 𝑄 ) ) )
14 simpr ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄 = 𝑅 ) → 𝑄 = 𝑅 )
15 14 oveq2d ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄 = 𝑅 ) → ( 𝑅 𝑄 ) = ( 𝑅 𝑅 ) )
16 simpl1 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄 = 𝑅 ) → 𝐾 ∈ HL )
17 simpl23 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄 = 𝑅 ) → 𝑅𝐴 )
18 2 4 hlatjidm ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑅𝐴 ) → ( 𝑅 𝑅 ) = 𝑅 )
19 16 17 18 syl2anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄 = 𝑅 ) → ( 𝑅 𝑅 ) = 𝑅 )
20 15 19 eqtrd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄 = 𝑅 ) → ( 𝑅 𝑄 ) = 𝑅 )
21 20 oveq2d ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄 = 𝑅 ) → ( ( 𝑅 𝑃 ) ( 𝑅 𝑄 ) ) = ( ( 𝑅 𝑃 ) 𝑅 ) )
22 1 2 4 hlatlej1 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑅𝐴𝑃𝐴 ) → 𝑅 ( 𝑅 𝑃 ) )
23 5 7 6 22 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → 𝑅 ( 𝑅 𝑃 ) )
24 hllat ( 𝐾 ∈ HL → 𝐾 ∈ Lat )
25 24 3ad2ant1 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → 𝐾 ∈ Lat )
26 eqid ( Base ‘ 𝐾 ) = ( Base ‘ 𝐾 )
27 26 4 atbase ( 𝑅𝐴𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
28 7 27 syl ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → 𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
29 26 2 4 hlatjcl ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑅𝐴𝑃𝐴 ) → ( 𝑅 𝑃 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
30 5 7 6 29 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → ( 𝑅 𝑃 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
31 26 1 3 latleeqm2 ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ ( 𝑅 𝑃 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( 𝑅 ( 𝑅 𝑃 ) ↔ ( ( 𝑅 𝑃 ) 𝑅 ) = 𝑅 ) )
32 25 28 30 31 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → ( 𝑅 ( 𝑅 𝑃 ) ↔ ( ( 𝑅 𝑃 ) 𝑅 ) = 𝑅 ) )
33 23 32 mpbid ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → ( ( 𝑅 𝑃 ) 𝑅 ) = 𝑅 )
34 33 adantr ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄 = 𝑅 ) → ( ( 𝑅 𝑃 ) 𝑅 ) = 𝑅 )
35 21 34 eqtrd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄 = 𝑅 ) → ( ( 𝑅 𝑃 ) ( 𝑅 𝑄 ) ) = 𝑅 )
36 simpl1 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄𝑅 ) → 𝐾 ∈ HL )
37 simpl21 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄𝑅 ) → 𝑃𝐴 )
38 simpl23 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄𝑅 ) → 𝑅𝐴 )
39 simpl22 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄𝑅 ) → 𝑄𝐴 )
40 simpl3 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄𝑅 ) → ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) )
41 1 2 4 hlatlej2 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑅𝐴 ) → 𝑅 ( 𝑃 𝑅 ) )
42 5 6 7 41 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → 𝑅 ( 𝑃 𝑅 ) )
43 26 4 atbase ( 𝑄𝐴𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
44 10 43 syl ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → 𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
45 26 2 4 hlatjcl ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑅𝐴 ) → ( 𝑃 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
46 5 6 7 45 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → ( 𝑃 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
47 26 1 2 latjle12 ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) ) → ( ( 𝑄 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑅 ( 𝑃 𝑅 ) ) ↔ ( 𝑄 𝑅 ) ( 𝑃 𝑅 ) ) )
48 25 44 28 46 47 syl13anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → ( ( 𝑄 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑅 ( 𝑃 𝑅 ) ) ↔ ( 𝑄 𝑅 ) ( 𝑃 𝑅 ) ) )
49 48 biimpd ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → ( ( 𝑄 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑅 ( 𝑃 𝑅 ) ) → ( 𝑄 𝑅 ) ( 𝑃 𝑅 ) ) )
50 42 49 mpan2d ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → ( 𝑄 ( 𝑃 𝑅 ) → ( 𝑄 𝑅 ) ( 𝑃 𝑅 ) ) )
51 50 adantr ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄𝑅 ) → ( 𝑄 ( 𝑃 𝑅 ) → ( 𝑄 𝑅 ) ( 𝑃 𝑅 ) ) )
52 simpr ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄𝑅 ) → 𝑄𝑅 )
53 1 2 4 ps-1 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑄𝐴𝑅𝐴𝑄𝑅 ) ∧ ( 𝑃𝐴𝑅𝐴 ) ) → ( ( 𝑄 𝑅 ) ( 𝑃 𝑅 ) ↔ ( 𝑄 𝑅 ) = ( 𝑃 𝑅 ) ) )
54 36 39 38 52 37 38 53 syl132anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄𝑅 ) → ( ( 𝑄 𝑅 ) ( 𝑃 𝑅 ) ↔ ( 𝑄 𝑅 ) = ( 𝑃 𝑅 ) ) )
55 54 biimpd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄𝑅 ) → ( ( 𝑄 𝑅 ) ( 𝑃 𝑅 ) → ( 𝑄 𝑅 ) = ( 𝑃 𝑅 ) ) )
56 eqcom ( ( 𝑄 𝑅 ) = ( 𝑃 𝑅 ) ↔ ( 𝑃 𝑅 ) = ( 𝑄 𝑅 ) )
57 55 56 syl6ib ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄𝑅 ) → ( ( 𝑄 𝑅 ) ( 𝑃 𝑅 ) → ( 𝑃 𝑅 ) = ( 𝑄 𝑅 ) ) )
58 51 57 syld ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄𝑅 ) → ( 𝑄 ( 𝑃 𝑅 ) → ( 𝑃 𝑅 ) = ( 𝑄 𝑅 ) ) )
59 58 necon3ad ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄𝑅 ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) → ¬ 𝑄 ( 𝑃 𝑅 ) ) )
60 40 59 mpd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄𝑅 ) → ¬ 𝑄 ( 𝑃 𝑅 ) )
61 1 2 3 4 2llnma1 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑅𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ¬ 𝑄 ( 𝑃 𝑅 ) ) → ( ( 𝑅 𝑃 ) ( 𝑅 𝑄 ) ) = 𝑅 )
62 36 37 38 39 60 61 syl131anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) ∧ 𝑄𝑅 ) → ( ( 𝑅 𝑃 ) ( 𝑅 𝑄 ) ) = 𝑅 )
63 35 62 pm2.61dane ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → ( ( 𝑅 𝑃 ) ( 𝑅 𝑄 ) ) = 𝑅 )
64 13 63 eqtrd ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ≠ ( 𝑄 𝑅 ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑄 𝑅 ) ) = 𝑅 )