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Theorem cdlemf2

Description: Part of Lemma F in Crawley p. 116. (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 )
cdlemf2.m = ( meet ‘ 𝐾 )
Assertion cdlemf2 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) → ∃ 𝑝𝐴𝑞𝐴 ( ( ¬ 𝑝 𝑊 ∧ ¬ 𝑞 𝑊 ) ∧ 𝑈 = ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ) )

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 cdlemf2.m = ( meet ‘ 𝐾 )
6 1 3 4 lhpexnle ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) → ∃ 𝑝𝐴 ¬ 𝑝 𝑊 )
7 6 adantr ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) → ∃ 𝑝𝐴 ¬ 𝑝 𝑊 )
8 1 2 3 4 cdlemf1 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ) → ∃ 𝑞𝐴 ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) )
9 simpr1r ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → ¬ 𝑝 𝑊 )
10 simpr32 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → ¬ 𝑞 𝑊 )
11 simpr33 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → 𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) )
12 simplrr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → 𝑈 𝑊 )
13 hllat ( 𝐾 ∈ HL → 𝐾 ∈ Lat )
14 13 ad3antrrr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → 𝐾 ∈ Lat )
15 simplrl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → 𝑈𝐴 )
16 eqid ( Base ‘ 𝐾 ) = ( Base ‘ 𝐾 )
17 16 3 atbase ( 𝑈𝐴𝑈 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
18 15 17 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → 𝑈 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
19 simplll ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → 𝐾 ∈ HL )
20 simpr1l ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → 𝑝𝐴 )
21 simpr2 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → 𝑞𝐴 )
22 16 2 3 hlatjcl ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑝𝐴𝑞𝐴 ) → ( 𝑝 𝑞 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
23 19 20 21 22 syl3anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → ( 𝑝 𝑞 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
24 16 4 lhpbase ( 𝑊𝐻𝑊 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
25 24 ad3antlr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → 𝑊 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
26 16 1 5 latlem12 ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑈 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ ( 𝑝 𝑞 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑊 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) ) → ( ( 𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ 𝑈 𝑊 ) ↔ 𝑈 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ) )
27 14 18 23 25 26 syl13anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → ( ( 𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ 𝑈 𝑊 ) ↔ 𝑈 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ) )
28 11 12 27 mpbi2and ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → 𝑈 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) )
29 hlatl ( 𝐾 ∈ HL → 𝐾 ∈ AtLat )
30 29 ad3antrrr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → 𝐾 ∈ AtLat )
31 simpll ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) )
32 simpr31 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → 𝑝𝑞 )
33 1 2 5 3 4 lhpat ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ ( 𝑞𝐴𝑝𝑞 ) ) → ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ∈ 𝐴 )
34 31 20 9 21 32 33 syl122anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ∈ 𝐴 )
35 1 3 atcmp ( ( 𝐾 ∈ AtLat ∧ 𝑈𝐴 ∧ ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ∈ 𝐴 ) → ( 𝑈 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ↔ 𝑈 = ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ) )
36 30 15 34 35 syl3anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → ( 𝑈 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ↔ 𝑈 = ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ) )
37 28 36 mpbid ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → 𝑈 = ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) )
38 9 10 37 jca31 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ∧ 𝑞𝐴 ∧ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) ) ) → ( ( ¬ 𝑝 𝑊 ∧ ¬ 𝑞 𝑊 ) ∧ 𝑈 = ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ) )
39 38 3exp2 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) → ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) → ( 𝑞𝐴 → ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) → ( ( ¬ 𝑝 𝑊 ∧ ¬ 𝑞 𝑊 ) ∧ 𝑈 = ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ) ) ) ) )
40 39 3impia ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ) → ( 𝑞𝐴 → ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) → ( ( ¬ 𝑝 𝑊 ∧ ¬ 𝑞 𝑊 ) ∧ 𝑈 = ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ) ) ) )
41 40 reximdvai ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ) → ( ∃ 𝑞𝐴 ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑞 𝑊𝑈 ( 𝑝 𝑞 ) ) → ∃ 𝑞𝐴 ( ( ¬ 𝑝 𝑊 ∧ ¬ 𝑞 𝑊 ) ∧ 𝑈 = ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ) ) )
42 8 41 mpd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ∧ ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) ) → ∃ 𝑞𝐴 ( ( ¬ 𝑝 𝑊 ∧ ¬ 𝑞 𝑊 ) ∧ 𝑈 = ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ) )
43 42 3expia ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) → ( ( 𝑝𝐴 ∧ ¬ 𝑝 𝑊 ) → ∃ 𝑞𝐴 ( ( ¬ 𝑝 𝑊 ∧ ¬ 𝑞 𝑊 ) ∧ 𝑈 = ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ) ) )
44 43 expd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) → ( 𝑝𝐴 → ( ¬ 𝑝 𝑊 → ∃ 𝑞𝐴 ( ( ¬ 𝑝 𝑊 ∧ ¬ 𝑞 𝑊 ) ∧ 𝑈 = ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ) ) ) )
45 44 reximdvai ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) → ( ∃ 𝑝𝐴 ¬ 𝑝 𝑊 → ∃ 𝑝𝐴𝑞𝐴 ( ( ¬ 𝑝 𝑊 ∧ ¬ 𝑞 𝑊 ) ∧ 𝑈 = ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ) ) )
46 7 45 mpd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑈𝐴𝑈 𝑊 ) ) → ∃ 𝑝𝐴𝑞𝐴 ( ( ¬ 𝑝 𝑊 ∧ ¬ 𝑞 𝑊 ) ∧ 𝑈 = ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑊 ) ) )