Metamath Proof Explorer


Theorem cdlemf1

Description: Part of Lemma F in Crawley p. 116. TODO: should this or part of it become a stand-alone theorem? (Contributed by NM, 12-Apr-2013)

Ref Expression
Hypotheses cdlemf1.l = ( le ‘ 𝐾 )
cdlemf1.j = ( join ‘ 𝐾 )
cdlemf1.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
cdlemf1.h 𝐻 = ( LHyp ‘ 𝐾 )
Assertion cdlemf1 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) → ∃ 𝑞𝐴 ( 𝑃𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑃 𝑞 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cdlemf1.l = ( le ‘ 𝐾 )
2 cdlemf1.j = ( join ‘ 𝐾 )
3 cdlemf1.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
4 cdlemf1.h 𝐻 = ( LHyp ‘ 𝐾 )
5 simp1l ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) → 𝐾 ∈ HL )
6 simp3l ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) → 𝑃𝐴 )
7 simp2l ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) → 𝑈𝐴 )
8 simp2r ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) → 𝑈 𝑊 )
9 simp3r ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) → ¬ 𝑃 𝑊 )
10 nbrne2 ( ( 𝑈 𝑊 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) → 𝑈𝑃 )
11 10 necomd ( ( 𝑈 𝑊 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) → 𝑃𝑈 )
12 8 9 11 syl2anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) → 𝑃𝑈 )
13 1 2 3 hlsupr ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑈𝐴 ) ∧ 𝑃𝑈 ) → ∃ 𝑞𝐴 ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) )
14 5 6 7 12 13 syl31anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) → ∃ 𝑞𝐴 ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) )
15 simp31 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑞𝑃 )
16 15 necomd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑃𝑞 )
17 simp13r ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → ¬ 𝑃 𝑊 )
18 simp12r ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑈 𝑊 )
19 simp11l ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝐾 ∈ HL )
20 19 hllatd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝐾 ∈ Lat )
21 eqid ( Base ‘ 𝐾 ) = ( Base ‘ 𝐾 )
22 21 3 atbase ( 𝑞𝐴𝑞 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
23 22 3ad2ant2 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑞 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
24 simp12l ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑈𝐴 )
25 21 3 atbase ( 𝑈𝐴𝑈 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
26 24 25 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑈 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
27 simp11r ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑊𝐻 )
28 21 4 lhpbase ( 𝑊𝐻𝑊 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
29 27 28 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑊 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
30 21 1 2 latjle12 ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑞 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑈 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑊 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) ) → ( ( 𝑞 𝑊𝑈 𝑊 ) ↔ ( 𝑞 𝑈 ) 𝑊 ) )
31 20 23 26 29 30 syl13anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → ( ( 𝑞 𝑊𝑈 𝑊 ) ↔ ( 𝑞 𝑈 ) 𝑊 ) )
32 31 biimpd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → ( ( 𝑞 𝑊𝑈 𝑊 ) → ( 𝑞 𝑈 ) 𝑊 ) )
33 18 32 mpan2d ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → ( 𝑞 𝑊 → ( 𝑞 𝑈 ) 𝑊 ) )
34 simp33 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) )
35 hlcvl ( 𝐾 ∈ HL → 𝐾 ∈ CvLat )
36 19 35 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝐾 ∈ CvLat )
37 simp2 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑞𝐴 )
38 simp13l ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑃𝐴 )
39 simp32 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑞𝑈 )
40 1 2 3 cvlatexch2 ( ( 𝐾 ∈ CvLat ∧ ( 𝑞𝐴𝑃𝐴𝑈𝐴 ) ∧ 𝑞𝑈 ) → ( 𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) → 𝑃 ( 𝑞 𝑈 ) ) )
41 36 37 38 24 39 40 syl131anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → ( 𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) → 𝑃 ( 𝑞 𝑈 ) ) )
42 34 41 mpd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑃 ( 𝑞 𝑈 ) )
43 21 3 atbase ( 𝑃𝐴𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
44 38 43 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
45 21 2 3 hlatjcl ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑞𝐴𝑈𝐴 ) → ( 𝑞 𝑈 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
46 19 37 24 45 syl3anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → ( 𝑞 𝑈 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
47 21 1 lattr ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ ( 𝑞 𝑈 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑊 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) ) → ( ( 𝑃 ( 𝑞 𝑈 ) ∧ ( 𝑞 𝑈 ) 𝑊 ) → 𝑃 𝑊 ) )
48 20 44 46 29 47 syl13anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → ( ( 𝑃 ( 𝑞 𝑈 ) ∧ ( 𝑞 𝑈 ) 𝑊 ) → 𝑃 𝑊 ) )
49 42 48 mpand ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → ( ( 𝑞 𝑈 ) 𝑊𝑃 𝑊 ) )
50 33 49 syld ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → ( 𝑞 𝑊𝑃 𝑊 ) )
51 17 50 mtod ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → ¬ 𝑞 𝑊 )
52 1 2 3 cvlatexch1 ( ( 𝐾 ∈ CvLat ∧ ( 𝑞𝐴𝑈𝐴𝑃𝐴 ) ∧ 𝑞𝑃 ) → ( 𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) → 𝑈 ( 𝑃 𝑞 ) ) )
53 36 37 24 38 15 52 syl131anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → ( 𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) → 𝑈 ( 𝑃 𝑞 ) ) )
54 34 53 mpd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → 𝑈 ( 𝑃 𝑞 ) )
55 16 51 54 3jca ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) ) → ( 𝑃𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑃 𝑞 ) ) )
56 55 3exp ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) → ( 𝑞𝐴 → ( ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) → ( 𝑃𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑃 𝑞 ) ) ) ) )
57 56 reximdvai ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) → ( ∃ 𝑞𝐴 ( 𝑞𝑃𝑞𝑈𝑞 ( 𝑃 𝑈 ) ) → ∃ 𝑞𝐴 ( 𝑃𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑃 𝑞 ) ) ) )
58 14 57 mpd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ) → ∃ 𝑞𝐴 ( 𝑃𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑃 𝑞 ) ) )