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Theorem 4atlem3a

Description: Lemma for 4at . Break inequality into 3 cases. (Contributed by NM, 9-Jul-2012)

Ref Expression
Hypotheses 4at.l = ( le ‘ 𝐾 )
4at.j = ( join ‘ 𝐾 )
4at.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
Assertion 4atlem3a ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( ¬ 𝑄 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑅 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 4at.l = ( le ‘ 𝐾 )
2 4at.j = ( join ‘ 𝐾 )
3 4at.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
4 simpl1 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) )
5 simpl2l ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑅𝐴 )
6 simpl2r ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑆𝐴 )
7 simpl12 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑃𝐴 )
8 5 6 7 3jca ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑃𝐴 ) )
9 simpl3 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) )
10 simpr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) )
11 1 2 3 4atlem3 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑃𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( ( ¬ 𝑃 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑄 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ) ∨ ( ¬ 𝑅 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ) ) )
12 4 8 9 10 11 syl31anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( ( ¬ 𝑃 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑄 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ) ∨ ( ¬ 𝑅 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ) ) )
13 simpl11 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝐾 ∈ HL )
14 13 hllatd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝐾 ∈ Lat )
15 eqid ( Base ‘ 𝐾 ) = ( Base ‘ 𝐾 )
16 15 3 atbase ( 𝑃𝐴𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
17 7 16 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
18 simpl3l ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑈𝐴 )
19 simpl3r ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑉𝐴 )
20 15 2 3 hlatjcl ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) → ( 𝑈 𝑉 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
21 13 18 19 20 syl3anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( 𝑈 𝑉 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
22 15 1 2 latlej1 ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ ( 𝑈 𝑉 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → 𝑃 ( 𝑃 ( 𝑈 𝑉 ) ) )
23 14 17 21 22 syl3anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑃 ( 𝑃 ( 𝑈 𝑉 ) ) )
24 15 3 atbase ( 𝑈𝐴𝑈 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
25 18 24 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑈 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
26 15 3 atbase ( 𝑉𝐴𝑉 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
27 19 26 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑉 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
28 15 2 latjass ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑈 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑉 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) ) → ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) = ( 𝑃 ( 𝑈 𝑉 ) ) )
29 14 17 25 27 28 syl13anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) = ( 𝑃 ( 𝑈 𝑉 ) ) )
30 23 29 breqtrrd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑃 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) )
31 biortn ( 𝑃 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) → ( ¬ 𝑄 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ↔ ( ¬ 𝑃 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑄 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ) ) )
32 30 31 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( ¬ 𝑄 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ↔ ( ¬ 𝑃 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑄 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ) ) )
33 32 orbi1d ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( ( ¬ 𝑄 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ( ¬ 𝑅 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ) ) ↔ ( ( ¬ 𝑃 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑄 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ) ∨ ( ¬ 𝑅 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ) ) ) )
34 12 33 mpbird ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( ¬ 𝑄 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ( ¬ 𝑅 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ) ) )
35 3orass ( ( ¬ 𝑄 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑅 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ) ↔ ( ¬ 𝑄 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ( ¬ 𝑅 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ) ) )
36 34 35 sylibr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑉𝐴 ) ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( ¬ 𝑄 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑅 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ∨ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑈 ) 𝑉 ) ) )