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Theorem cm2j

Description: A lattice element that commutes with two others also commutes with their join. Theorem 4.2 of Beran p. 49. (Contributed by NM, 15-Jun-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion cm2j ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ) → 𝐴 𝐶 ( 𝐵 𝐶 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cmcm ( ( 𝐴C𝐵C ) → ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐵 𝐶 𝐴 ) )
2 cmbr ( ( 𝐵C𝐴C ) → ( 𝐵 𝐶 𝐴𝐵 = ( ( 𝐵𝐴 ) ∨ ( 𝐵 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
3 2 ancoms ( ( 𝐴C𝐵C ) → ( 𝐵 𝐶 𝐴𝐵 = ( ( 𝐵𝐴 ) ∨ ( 𝐵 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
4 1 3 bitrd ( ( 𝐴C𝐵C ) → ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐵 = ( ( 𝐵𝐴 ) ∨ ( 𝐵 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
5 4 biimpa ( ( ( 𝐴C𝐵C ) ∧ 𝐴 𝐶 𝐵 ) → 𝐵 = ( ( 𝐵𝐴 ) ∨ ( 𝐵 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) )
6 incom ( 𝐵𝐴 ) = ( 𝐴𝐵 )
7 incom ( 𝐵 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) = ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 )
8 6 7 oveq12i ( ( 𝐵𝐴 ) ∨ ( 𝐵 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) )
9 5 8 eqtrdi ( ( ( 𝐴C𝐵C ) ∧ 𝐴 𝐶 𝐵 ) → 𝐵 = ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ) )
10 9 3adantl3 ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ 𝐴 𝐶 𝐵 ) → 𝐵 = ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ) )
11 10 adantrr ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ) → 𝐵 = ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ) )
12 cmcm ( ( 𝐴C𝐶C ) → ( 𝐴 𝐶 𝐶𝐶 𝐶 𝐴 ) )
13 cmbr ( ( 𝐶C𝐴C ) → ( 𝐶 𝐶 𝐴𝐶 = ( ( 𝐶𝐴 ) ∨ ( 𝐶 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
14 13 ancoms ( ( 𝐴C𝐶C ) → ( 𝐶 𝐶 𝐴𝐶 = ( ( 𝐶𝐴 ) ∨ ( 𝐶 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
15 12 14 bitrd ( ( 𝐴C𝐶C ) → ( 𝐴 𝐶 𝐶𝐶 = ( ( 𝐶𝐴 ) ∨ ( 𝐶 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
16 15 biimpa ( ( ( 𝐴C𝐶C ) ∧ 𝐴 𝐶 𝐶 ) → 𝐶 = ( ( 𝐶𝐴 ) ∨ ( 𝐶 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) )
17 incom ( 𝐶𝐴 ) = ( 𝐴𝐶 )
18 incom ( 𝐶 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) = ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 )
19 17 18 oveq12i ( ( 𝐶𝐴 ) ∨ ( 𝐶 ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) = ( ( 𝐴𝐶 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) )
20 16 19 eqtrdi ( ( ( 𝐴C𝐶C ) ∧ 𝐴 𝐶 𝐶 ) → 𝐶 = ( ( 𝐴𝐶 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) )
21 20 3adantl2 ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ 𝐴 𝐶 𝐶 ) → 𝐶 = ( ( 𝐴𝐶 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) )
22 21 adantrl ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ) → 𝐶 = ( ( 𝐴𝐶 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) )
23 11 22 oveq12d ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ) → ( 𝐵 𝐶 ) = ( ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ) ∨ ( ( 𝐴𝐶 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) ) )
24 chincl ( ( 𝐴C𝐵C ) → ( 𝐴𝐵 ) ∈ C )
25 choccl ( 𝐴C → ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∈ C )
26 chincl ( ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∈ C𝐵C ) → ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ∈ C )
27 25 26 sylan ( ( 𝐴C𝐵C ) → ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ∈ C )
28 24 27 jca ( ( 𝐴C𝐵C ) → ( ( 𝐴𝐵 ) ∈ C ∧ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ∈ C ) )
29 chincl ( ( 𝐴C𝐶C ) → ( 𝐴𝐶 ) ∈ C )
30 chincl ( ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∈ C𝐶C ) → ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ∈ C )
31 25 30 sylan ( ( 𝐴C𝐶C ) → ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ∈ C )
32 29 31 jca ( ( 𝐴C𝐶C ) → ( ( 𝐴𝐶 ) ∈ C ∧ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ∈ C ) )
33 chj4 ( ( ( ( 𝐴𝐵 ) ∈ C ∧ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ∈ C ) ∧ ( ( 𝐴𝐶 ) ∈ C ∧ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ∈ C ) ) → ( ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ) ∨ ( ( 𝐴𝐶 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) ) = ( ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( 𝐴𝐶 ) ) ∨ ( ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) ) )
34 28 32 33 syl2an ( ( ( 𝐴C𝐵C ) ∧ ( 𝐴C𝐶C ) ) → ( ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ) ∨ ( ( 𝐴𝐶 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) ) = ( ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( 𝐴𝐶 ) ) ∨ ( ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) ) )
35 34 3impdi ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) → ( ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ) ∨ ( ( 𝐴𝐶 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) ) = ( ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( 𝐴𝐶 ) ) ∨ ( ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) ) )
36 35 adantr ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ) → ( ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ) ∨ ( ( 𝐴𝐶 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) ) = ( ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( 𝐴𝐶 ) ) ∨ ( ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) ) )
37 incom ( 𝐴 ∩ ( 𝐵 𝐶 ) ) = ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ 𝐴 )
38 fh1 ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ) → ( 𝐴 ∩ ( 𝐵 𝐶 ) ) = ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( 𝐴𝐶 ) ) )
39 37 38 syl5reqr ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ) → ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( 𝐴𝐶 ) ) = ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ 𝐴 ) )
40 incom ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ ( 𝐵 𝐶 ) ) = ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) )
41 25 3anim1i ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) → ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∈ C𝐵C𝐶C ) )
42 41 adantr ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ) → ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∈ C𝐵C𝐶C ) )
43 cmcm3 ( ( 𝐴C𝐵C ) → ( 𝐴 𝐶 𝐵 ↔ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) 𝐶 𝐵 ) )
44 43 3adant3 ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) → ( 𝐴 𝐶 𝐵 ↔ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) 𝐶 𝐵 ) )
45 cmcm3 ( ( 𝐴C𝐶C ) → ( 𝐴 𝐶 𝐶 ↔ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) 𝐶 𝐶 ) )
46 45 3adant2 ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) → ( 𝐴 𝐶 𝐶 ↔ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) 𝐶 𝐶 ) )
47 44 46 anbi12d ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) → ( ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ↔ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) 𝐶 𝐵 ∧ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) 𝐶 𝐶 ) ) )
48 47 biimpa ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ) → ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) 𝐶 𝐵 ∧ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) 𝐶 𝐶 ) )
49 fh1 ( ( ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∈ C𝐵C𝐶C ) ∧ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) 𝐶 𝐵 ∧ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) 𝐶 𝐶 ) ) → ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ ( 𝐵 𝐶 ) ) = ( ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) )
50 42 48 49 syl2anc ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ) → ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ ( 𝐵 𝐶 ) ) = ( ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) )
51 40 50 syl5reqr ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ) → ( ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) = ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) )
52 39 51 oveq12d ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ) → ( ( ( 𝐴𝐵 ) ∨ ( 𝐴𝐶 ) ) ∨ ( ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐵 ) ∨ ( ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ∩ 𝐶 ) ) ) = ( ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ 𝐴 ) ∨ ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) )
53 23 36 52 3eqtrd ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ) → ( 𝐵 𝐶 ) = ( ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ 𝐴 ) ∨ ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) )
54 53 ex ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) → ( ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) → ( 𝐵 𝐶 ) = ( ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ 𝐴 ) ∨ ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
55 chjcl ( ( 𝐵C𝐶C ) → ( 𝐵 𝐶 ) ∈ C )
56 cmcm ( ( 𝐴C ∧ ( 𝐵 𝐶 ) ∈ C ) → ( 𝐴 𝐶 ( 𝐵 𝐶 ) ↔ ( 𝐵 𝐶 ) 𝐶 𝐴 ) )
57 cmbr ( ( ( 𝐵 𝐶 ) ∈ C𝐴C ) → ( ( 𝐵 𝐶 ) 𝐶 𝐴 ↔ ( 𝐵 𝐶 ) = ( ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ 𝐴 ) ∨ ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
58 57 ancoms ( ( 𝐴C ∧ ( 𝐵 𝐶 ) ∈ C ) → ( ( 𝐵 𝐶 ) 𝐶 𝐴 ↔ ( 𝐵 𝐶 ) = ( ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ 𝐴 ) ∨ ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
59 56 58 bitrd ( ( 𝐴C ∧ ( 𝐵 𝐶 ) ∈ C ) → ( 𝐴 𝐶 ( 𝐵 𝐶 ) ↔ ( 𝐵 𝐶 ) = ( ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ 𝐴 ) ∨ ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
60 55 59 sylan2 ( ( 𝐴C ∧ ( 𝐵C𝐶C ) ) → ( 𝐴 𝐶 ( 𝐵 𝐶 ) ↔ ( 𝐵 𝐶 ) = ( ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ 𝐴 ) ∨ ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
61 60 3impb ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) → ( 𝐴 𝐶 ( 𝐵 𝐶 ) ↔ ( 𝐵 𝐶 ) = ( ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ 𝐴 ) ∨ ( ( 𝐵 𝐶 ) ∩ ( ⊥ ‘ 𝐴 ) ) ) ) )
62 54 61 sylibrd ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) → ( ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) → 𝐴 𝐶 ( 𝐵 𝐶 ) ) )
63 62 imp ( ( ( 𝐴C𝐵C𝐶C ) ∧ ( 𝐴 𝐶 𝐵𝐴 𝐶 𝐶 ) ) → 𝐴 𝐶 ( 𝐵 𝐶 ) )