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Theorem dihjat

Description: Isomorphism H of lattice join of two atoms. (Contributed by NM, 29-Sep-2014)

Ref Expression
Hypotheses dihjat.h 𝐻 = ( LHyp ‘ 𝐾 )
dihjat.j = ( join ‘ 𝐾 )
dihjat.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
dihjat.u 𝑈 = ( ( DVecH ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
dihjat.s = ( LSSum ‘ 𝑈 )
dihjat.i 𝐼 = ( ( DIsoH ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
dihjat.k ( 𝜑 → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) )
dihjat.p ( 𝜑𝑃𝐴 )
dihjat.q ( 𝜑𝑄𝐴 )
Assertion dihjat ( 𝜑 → ( 𝐼 ‘ ( 𝑃 𝑄 ) ) = ( ( 𝐼𝑃 ) ( 𝐼𝑄 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dihjat.h 𝐻 = ( LHyp ‘ 𝐾 )
2 dihjat.j = ( join ‘ 𝐾 )
3 dihjat.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
4 dihjat.u 𝑈 = ( ( DVecH ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
5 dihjat.s = ( LSSum ‘ 𝑈 )
6 dihjat.i 𝐼 = ( ( DIsoH ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
7 dihjat.k ( 𝜑 → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) )
8 dihjat.p ( 𝜑𝑃𝐴 )
9 dihjat.q ( 𝜑𝑄𝐴 )
10 eqid ( le ‘ 𝐾 ) = ( le ‘ 𝐾 )
11 7 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) )
12 8 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → 𝑃𝐴 )
13 simprl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 )
14 12 13 jca ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝑃𝐴𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) )
15 9 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → 𝑄𝐴 )
16 simprr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 )
17 15 16 jca ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝑄𝐴𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) )
18 10 1 2 3 4 5 6 11 14 17 dihjatb ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝐼 ‘ ( 𝑃 𝑄 ) ) = ( ( 𝐼𝑃 ) ( 𝐼𝑄 ) ) )
19 eqid ( Base ‘ 𝐾 ) = ( Base ‘ 𝐾 )
20 7 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) )
21 19 3 atbase ( 𝑃𝐴𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
22 8 21 syl ( 𝜑𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
23 22 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → 𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
24 simprl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 )
25 23 24 jca ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) )
26 9 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → 𝑄𝐴 )
27 simprr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 )
28 26 27 jca ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝑄𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) )
29 19 10 1 2 3 4 5 6 20 25 28 dihjatc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝐼 ‘ ( 𝑃 𝑄 ) ) = ( ( 𝐼𝑃 ) ( 𝐼𝑄 ) ) )
30 7 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) )
31 19 3 atbase ( 𝑄𝐴𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
32 9 31 syl ( 𝜑𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
33 32 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → 𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
34 simprr ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 )
35 33 34 jca ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) )
36 8 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → 𝑃𝐴 )
37 simprl ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 )
38 36 37 jca ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) )
39 19 10 1 2 3 4 5 6 30 35 38 dihjatc ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝐼 ‘ ( 𝑄 𝑃 ) ) = ( ( 𝐼𝑄 ) ( 𝐼𝑃 ) ) )
40 7 simpld ( 𝜑𝐾 ∈ HL )
41 2 3 hlatjcom ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) → ( 𝑃 𝑄 ) = ( 𝑄 𝑃 ) )
42 40 8 9 41 syl3anc ( 𝜑 → ( 𝑃 𝑄 ) = ( 𝑄 𝑃 ) )
43 42 fveq2d ( 𝜑 → ( 𝐼 ‘ ( 𝑃 𝑄 ) ) = ( 𝐼 ‘ ( 𝑄 𝑃 ) ) )
44 43 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝐼 ‘ ( 𝑃 𝑄 ) ) = ( 𝐼 ‘ ( 𝑄 𝑃 ) ) )
45 1 4 7 dvhlmod ( 𝜑𝑈 ∈ LMod )
46 lmodabl ( 𝑈 ∈ LMod → 𝑈 ∈ Abel )
47 45 46 syl ( 𝜑𝑈 ∈ Abel )
48 eqid ( LSubSp ‘ 𝑈 ) = ( LSubSp ‘ 𝑈 )
49 48 lsssssubg ( 𝑈 ∈ LMod → ( LSubSp ‘ 𝑈 ) ⊆ ( SubGrp ‘ 𝑈 ) )
50 45 49 syl ( 𝜑 → ( LSubSp ‘ 𝑈 ) ⊆ ( SubGrp ‘ 𝑈 ) )
51 19 1 6 4 48 dihlss ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( 𝐼𝑃 ) ∈ ( LSubSp ‘ 𝑈 ) )
52 7 22 51 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝐼𝑃 ) ∈ ( LSubSp ‘ 𝑈 ) )
53 50 52 sseldd ( 𝜑 → ( 𝐼𝑃 ) ∈ ( SubGrp ‘ 𝑈 ) )
54 19 1 6 4 48 dihlss ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( 𝐼𝑄 ) ∈ ( LSubSp ‘ 𝑈 ) )
55 7 32 54 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝐼𝑄 ) ∈ ( LSubSp ‘ 𝑈 ) )
56 50 55 sseldd ( 𝜑 → ( 𝐼𝑄 ) ∈ ( SubGrp ‘ 𝑈 ) )
57 5 lsmcom ( ( 𝑈 ∈ Abel ∧ ( 𝐼𝑃 ) ∈ ( SubGrp ‘ 𝑈 ) ∧ ( 𝐼𝑄 ) ∈ ( SubGrp ‘ 𝑈 ) ) → ( ( 𝐼𝑃 ) ( 𝐼𝑄 ) ) = ( ( 𝐼𝑄 ) ( 𝐼𝑃 ) ) )
58 47 53 56 57 syl3anc ( 𝜑 → ( ( 𝐼𝑃 ) ( 𝐼𝑄 ) ) = ( ( 𝐼𝑄 ) ( 𝐼𝑃 ) ) )
59 58 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( ( 𝐼𝑃 ) ( 𝐼𝑄 ) ) = ( ( 𝐼𝑄 ) ( 𝐼𝑃 ) ) )
60 39 44 59 3eqtr4d ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝐼 ‘ ( 𝑃 𝑄 ) ) = ( ( 𝐼𝑃 ) ( 𝐼𝑄 ) ) )
61 7 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) )
62 8 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → 𝑃𝐴 )
63 simprl ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 )
64 62 63 jca ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) )
65 9 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → 𝑄𝐴 )
66 simprr ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 )
67 65 66 jca ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝑄𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) )
68 10 1 2 3 4 5 6 61 64 67 dihjatcc ( ( 𝜑 ∧ ( ¬ 𝑃 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ∧ ¬ 𝑄 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑊 ) ) → ( 𝐼 ‘ ( 𝑃 𝑄 ) ) = ( ( 𝐼𝑃 ) ( 𝐼𝑄 ) ) )
69 18 29 60 68 4casesdan ( 𝜑 → ( 𝐼 ‘ ( 𝑃 𝑄 ) ) = ( ( 𝐼𝑃 ) ( 𝐼𝑄 ) ) )