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Theorem dmdbr5ati

Description: Dual modular pair property in terms of atoms. (Contributed by NM, 14-Jan-2005) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses sumdmdi.1 𝐴C
sumdmdi.2 𝐵C
Assertion dmdbr5ati ( 𝐴 𝑀* 𝐵 ↔ ∀ 𝑥 ∈ HAtoms ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → 𝑥 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sumdmdi.1 𝐴C
2 sumdmdi.2 𝐵C
3 dmdi4 ( ( 𝐴C𝐵C𝑥C ) → ( 𝐴 𝑀* 𝐵 → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
4 1 2 3 mp3an12 ( 𝑥C → ( 𝐴 𝑀* 𝐵 → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
5 atelch ( 𝑥 ∈ HAtoms → 𝑥C )
6 4 5 syl11 ( 𝐴 𝑀* 𝐵 → ( 𝑥 ∈ HAtoms → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
7 6 a1dd ( 𝐴 𝑀* 𝐵 → ( 𝑥 ∈ HAtoms → ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ) )
8 7 ralrimiv ( 𝐴 𝑀* 𝐵 → ∀ 𝑥 ∈ HAtoms ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
9 chjcom ( ( 𝐵C𝑥C ) → ( 𝐵 𝑥 ) = ( 𝑥 𝐵 ) )
10 2 5 9 sylancr ( 𝑥 ∈ HAtoms → ( 𝐵 𝑥 ) = ( 𝑥 𝐵 ) )
11 10 ineq1d ( 𝑥 ∈ HAtoms → ( ( 𝐵 𝑥 ) ∩ ( 𝐵 𝐴 ) ) = ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐵 𝐴 ) ) )
12 1 2 chjcomi ( 𝐴 𝐵 ) = ( 𝐵 𝐴 )
13 12 ineq2i ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) = ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐵 𝐴 ) )
14 11 13 eqtr4di ( 𝑥 ∈ HAtoms → ( ( 𝐵 𝑥 ) ∩ ( 𝐵 𝐴 ) ) = ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) )
15 14 adantr ( ( 𝑥 ∈ HAtoms ∧ ¬ 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) → ( ( 𝐵 𝑥 ) ∩ ( 𝐵 𝐴 ) ) = ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) )
16 12 sseq2i ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ↔ 𝑥 ⊆ ( 𝐵 𝐴 ) )
17 16 notbii ( ¬ 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ↔ ¬ 𝑥 ⊆ ( 𝐵 𝐴 ) )
18 2 1 atabs2i ( 𝑥 ∈ HAtoms → ( ¬ 𝑥 ⊆ ( 𝐵 𝐴 ) → ( ( 𝐵 𝑥 ) ∩ ( 𝐵 𝐴 ) ) = 𝐵 ) )
19 18 imp ( ( 𝑥 ∈ HAtoms ∧ ¬ 𝑥 ⊆ ( 𝐵 𝐴 ) ) → ( ( 𝐵 𝑥 ) ∩ ( 𝐵 𝐴 ) ) = 𝐵 )
20 17 19 sylan2b ( ( 𝑥 ∈ HAtoms ∧ ¬ 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) → ( ( 𝐵 𝑥 ) ∩ ( 𝐵 𝐴 ) ) = 𝐵 )
21 15 20 eqtr3d ( ( 𝑥 ∈ HAtoms ∧ ¬ 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) = 𝐵 )
22 chjcl ( ( 𝑥C𝐵C ) → ( 𝑥 𝐵 ) ∈ C )
23 5 2 22 sylancl ( 𝑥 ∈ HAtoms → ( 𝑥 𝐵 ) ∈ C )
24 chincl ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∈ C𝐴C ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∈ C )
25 23 1 24 sylancl ( 𝑥 ∈ HAtoms → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∈ C )
26 chub2 ( ( 𝐵C ∧ ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∈ C ) → 𝐵 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) )
27 2 25 26 sylancr ( 𝑥 ∈ HAtoms → 𝐵 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) )
28 27 adantr ( ( 𝑥 ∈ HAtoms ∧ ¬ 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) → 𝐵 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) )
29 21 28 eqsstrd ( ( 𝑥 ∈ HAtoms ∧ ¬ 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) )
30 29 ex ( 𝑥 ∈ HAtoms → ( ¬ 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
31 30 biantrud ( 𝑥 ∈ HAtoms → ( ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ↔ ( ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ∧ ( ¬ 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ) ) )
32 pm4.83 ( ( ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ∧ ( ¬ 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ) ↔ ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) )
33 31 32 bitrdi ( 𝑥 ∈ HAtoms → ( ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ↔ ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
34 33 ralbiia ( ∀ 𝑥 ∈ HAtoms ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ↔ ∀ 𝑥 ∈ HAtoms ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) )
35 1 2 sumdmdlem2 ( ∀ 𝑥 ∈ HAtoms ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) → ( 𝐴 + 𝐵 ) = ( 𝐴 𝐵 ) )
36 34 35 sylbi ( ∀ 𝑥 ∈ HAtoms ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) → ( 𝐴 + 𝐵 ) = ( 𝐴 𝐵 ) )
37 1 2 sumdmdi ( ( 𝐴 + 𝐵 ) = ( 𝐴 𝐵 ) ↔ 𝐴 𝑀* 𝐵 )
38 36 37 sylib ( ∀ 𝑥 ∈ HAtoms ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) → 𝐴 𝑀* 𝐵 )
39 8 38 impbii ( 𝐴 𝑀* 𝐵 ↔ ∀ 𝑥 ∈ HAtoms ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
40 2 1 chub2i 𝐵 ⊆ ( 𝐴 𝐵 )
41 40 biantru ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ↔ ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) )
42 1 2 chjcli ( 𝐴 𝐵 ) ∈ C
43 chlub ( ( 𝑥C𝐵C ∧ ( 𝐴 𝐵 ) ∈ C ) → ( ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) ↔ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) )
44 2 42 43 mp3an23 ( 𝑥C → ( ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) ↔ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) )
45 41 44 syl5bb ( 𝑥C → ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ↔ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) )
46 ssid ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( 𝑥 𝐵 )
47 46 biantrur ( ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ↔ ( ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( 𝑥 𝐵 ) ∧ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) )
48 ssin ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( 𝑥 𝐵 ) ∧ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) ↔ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) )
49 47 48 bitri ( ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ↔ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) )
50 45 49 bitrdi ( 𝑥C → ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ↔ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ) )
51 50 biimpa ( ( 𝑥C𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) → ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) )
52 inss1 ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( 𝑥 𝐵 )
53 51 52 jctil ( ( 𝑥C𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) → ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( 𝑥 𝐵 ) ∧ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ) )
54 eqss ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) = ( 𝑥 𝐵 ) ↔ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( 𝑥 𝐵 ) ∧ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ) )
55 53 54 sylibr ( ( 𝑥C𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) = ( 𝑥 𝐵 ) )
56 55 sseq1d ( ( 𝑥C𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) → ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ↔ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
57 2 22 mpan2 ( 𝑥C → ( 𝑥 𝐵 ) ∈ C )
58 57 1 24 sylancl ( 𝑥C → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∈ C )
59 2 58 26 sylancr ( 𝑥C𝐵 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) )
60 59 biantrud ( 𝑥C → ( 𝑥 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ↔ ( 𝑥 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ) )
61 chjcl ( ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∈ C𝐵C ) → ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ∈ C )
62 58 2 61 sylancl ( 𝑥C → ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ∈ C )
63 chlub ( ( 𝑥C𝐵C ∧ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ∈ C ) → ( ( 𝑥 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ↔ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
64 2 63 mp3an2 ( ( 𝑥C ∧ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ∈ C ) → ( ( 𝑥 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ↔ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
65 62 64 mpdan ( 𝑥C → ( ( 𝑥 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ∧ 𝐵 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ↔ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
66 60 65 bitrd ( 𝑥C → ( 𝑥 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ↔ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
67 66 adantr ( ( 𝑥C𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) → ( 𝑥 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ↔ ( 𝑥 𝐵 ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
68 56 67 bitr4d ( ( 𝑥C𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) ) → ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ↔ 𝑥 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
69 68 pm5.74da ( 𝑥C → ( ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ↔ ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → 𝑥 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ) )
70 5 69 syl ( 𝑥 ∈ HAtoms → ( ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ↔ ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → 𝑥 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ) )
71 70 ralbiia ( ∀ 𝑥 ∈ HAtoms ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ ( 𝐴 𝐵 ) ) ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) ↔ ∀ 𝑥 ∈ HAtoms ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → 𝑥 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )
72 39 71 bitri ( 𝐴 𝑀* 𝐵 ↔ ∀ 𝑥 ∈ HAtoms ( 𝑥 ⊆ ( 𝐴 𝐵 ) → 𝑥 ⊆ ( ( ( 𝑥 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∨ 𝐵 ) ) )