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Theorem elpaddat

Description: Membership in a projective subspace sum with a point. (Contributed by NM, 29-Jan-2012)

Ref Expression
Hypotheses paddfval.l = ( le ‘ 𝐾 )
paddfval.j = ( join ‘ 𝐾 )
paddfval.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
paddfval.p + = ( +𝑃𝐾 )
Assertion elpaddat ( ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐴𝑄𝐴 ) ∧ 𝑋 ≠ ∅ ) → ( 𝑆 ∈ ( 𝑋 + { 𝑄 } ) ↔ ( 𝑆𝐴 ∧ ∃ 𝑝𝑋 𝑆 ( 𝑝 𝑄 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 paddfval.l = ( le ‘ 𝐾 )
2 paddfval.j = ( join ‘ 𝐾 )
3 paddfval.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
4 paddfval.p + = ( +𝑃𝐾 )
5 simpl1 ( ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐴𝑄𝐴 ) ∧ 𝑋 ≠ ∅ ) → 𝐾 ∈ Lat )
6 simpl2 ( ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐴𝑄𝐴 ) ∧ 𝑋 ≠ ∅ ) → 𝑋𝐴 )
7 simpl3 ( ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐴𝑄𝐴 ) ∧ 𝑋 ≠ ∅ ) → 𝑄𝐴 )
8 7 snssd ( ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐴𝑄𝐴 ) ∧ 𝑋 ≠ ∅ ) → { 𝑄 } ⊆ 𝐴 )
9 simpr ( ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐴𝑄𝐴 ) ∧ 𝑋 ≠ ∅ ) → 𝑋 ≠ ∅ )
10 snnzg ( 𝑄𝐴 → { 𝑄 } ≠ ∅ )
11 7 10 syl ( ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐴𝑄𝐴 ) ∧ 𝑋 ≠ ∅ ) → { 𝑄 } ≠ ∅ )
12 1 2 3 4 elpaddn0 ( ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐴 ∧ { 𝑄 } ⊆ 𝐴 ) ∧ ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ { 𝑄 } ≠ ∅ ) ) → ( 𝑆 ∈ ( 𝑋 + { 𝑄 } ) ↔ ( 𝑆𝐴 ∧ ∃ 𝑝𝑋𝑟 ∈ { 𝑄 } 𝑆 ( 𝑝 𝑟 ) ) ) )
13 5 6 8 9 11 12 syl32anc ( ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐴𝑄𝐴 ) ∧ 𝑋 ≠ ∅ ) → ( 𝑆 ∈ ( 𝑋 + { 𝑄 } ) ↔ ( 𝑆𝐴 ∧ ∃ 𝑝𝑋𝑟 ∈ { 𝑄 } 𝑆 ( 𝑝 𝑟 ) ) ) )
14 oveq2 ( 𝑟 = 𝑄 → ( 𝑝 𝑟 ) = ( 𝑝 𝑄 ) )
15 14 breq2d ( 𝑟 = 𝑄 → ( 𝑆 ( 𝑝 𝑟 ) ↔ 𝑆 ( 𝑝 𝑄 ) ) )
16 15 rexsng ( 𝑄𝐴 → ( ∃ 𝑟 ∈ { 𝑄 } 𝑆 ( 𝑝 𝑟 ) ↔ 𝑆 ( 𝑝 𝑄 ) ) )
17 7 16 syl ( ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐴𝑄𝐴 ) ∧ 𝑋 ≠ ∅ ) → ( ∃ 𝑟 ∈ { 𝑄 } 𝑆 ( 𝑝 𝑟 ) ↔ 𝑆 ( 𝑝 𝑄 ) ) )
18 17 rexbidv ( ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐴𝑄𝐴 ) ∧ 𝑋 ≠ ∅ ) → ( ∃ 𝑝𝑋𝑟 ∈ { 𝑄 } 𝑆 ( 𝑝 𝑟 ) ↔ ∃ 𝑝𝑋 𝑆 ( 𝑝 𝑄 ) ) )
19 18 anbi2d ( ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐴𝑄𝐴 ) ∧ 𝑋 ≠ ∅ ) → ( ( 𝑆𝐴 ∧ ∃ 𝑝𝑋𝑟 ∈ { 𝑄 } 𝑆 ( 𝑝 𝑟 ) ) ↔ ( 𝑆𝐴 ∧ ∃ 𝑝𝑋 𝑆 ( 𝑝 𝑄 ) ) ) )
20 13 19 bitrd ( ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐴𝑄𝐴 ) ∧ 𝑋 ≠ ∅ ) → ( 𝑆 ∈ ( 𝑋 + { 𝑄 } ) ↔ ( 𝑆𝐴 ∧ ∃ 𝑝𝑋 𝑆 ( 𝑝 𝑄 ) ) ) )