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Theorem lplncvrlvol

Description: An element covering a lattice plane is a lattice volume and vice-versa. (Contributed by NM, 15-Jul-2012)

Ref Expression
Hypotheses lplncvrlvol.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝐾 )
lplncvrlvol.c 𝐶 = ( ⋖ ‘ 𝐾 )
lplncvrlvol.p 𝑃 = ( LPlanes ‘ 𝐾 )
lplncvrlvol.v 𝑉 = ( LVols ‘ 𝐾 )
Assertion lplncvrlvol ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) → ( 𝑋𝑃𝑌𝑉 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lplncvrlvol.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝐾 )
2 lplncvrlvol.c 𝐶 = ( ⋖ ‘ 𝐾 )
3 lplncvrlvol.p 𝑃 = ( LPlanes ‘ 𝐾 )
4 lplncvrlvol.v 𝑉 = ( LVols ‘ 𝐾 )
5 simpll1 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑋𝑃 ) → 𝐾 ∈ HL )
6 simpll3 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑋𝑃 ) → 𝑌𝐵 )
7 simpr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑋𝑃 ) → 𝑋𝑃 )
8 simplr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑋𝑃 ) → 𝑋 𝐶 𝑌 )
9 1 2 3 4 lvoli ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑌𝐵𝑋𝑃 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) → 𝑌𝑉 )
10 5 6 7 8 9 syl31anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑋𝑃 ) → 𝑌𝑉 )
11 simpll1 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → 𝐾 ∈ HL )
12 simpll2 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → 𝑋𝐵 )
13 11 hllatd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → 𝐾 ∈ Lat )
14 simpll3 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → 𝑌𝐵 )
15 eqid ( le ‘ 𝐾 ) = ( le ‘ 𝐾 )
16 1 15 latref ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑌𝐵 ) → 𝑌 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑌 )
17 13 14 16 syl2anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → 𝑌 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑌 )
18 11 adantr ( ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) ∧ 𝑌 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ) → 𝐾 ∈ HL )
19 simplr ( ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) ∧ 𝑌 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ) → 𝑌𝑉 )
20 simpr ( ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) ∧ 𝑌 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ) → 𝑌 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) )
21 eqid ( Atoms ‘ 𝐾 ) = ( Atoms ‘ 𝐾 )
22 15 21 4 lvolnleat ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑌𝑉𝑌 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ) → ¬ 𝑌 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑌 )
23 18 19 20 22 syl3anc ( ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) ∧ 𝑌 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ) → ¬ 𝑌 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑌 )
24 23 ex ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ( 𝑌 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) → ¬ 𝑌 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑌 ) )
25 17 24 mt2d ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ¬ 𝑌 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) )
26 simplr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → 𝑋 𝐶 𝑌 )
27 breq1 ( 𝑋 = ( 0. ‘ 𝐾 ) → ( 𝑋 𝐶 𝑌 ↔ ( 0. ‘ 𝐾 ) 𝐶 𝑌 ) )
28 26 27 syl5ibcom ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ( 𝑋 = ( 0. ‘ 𝐾 ) → ( 0. ‘ 𝐾 ) 𝐶 𝑌 ) )
29 eqid ( 0. ‘ 𝐾 ) = ( 0. ‘ 𝐾 )
30 1 29 2 21 isat2 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑌𝐵 ) → ( 𝑌 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ↔ ( 0. ‘ 𝐾 ) 𝐶 𝑌 ) )
31 11 14 30 syl2anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ( 𝑌 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ↔ ( 0. ‘ 𝐾 ) 𝐶 𝑌 ) )
32 28 31 sylibrd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ( 𝑋 = ( 0. ‘ 𝐾 ) → 𝑌 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ) )
33 32 necon3bd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ( ¬ 𝑌 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) → 𝑋 ≠ ( 0. ‘ 𝐾 ) ) )
34 25 33 mpd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → 𝑋 ≠ ( 0. ‘ 𝐾 ) )
35 eqid ( LLines ‘ 𝐾 ) = ( LLines ‘ 𝐾 )
36 35 4 lvolnelln ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑌𝑉 ) → ¬ 𝑌 ∈ ( LLines ‘ 𝐾 ) )
37 11 36 sylancom ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ¬ 𝑌 ∈ ( LLines ‘ 𝐾 ) )
38 11 adantr ( ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) ∧ 𝑋 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ) → 𝐾 ∈ HL )
39 14 adantr ( ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) ∧ 𝑋 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ) → 𝑌𝐵 )
40 simpr ( ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) ∧ 𝑋 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ) → 𝑋 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) )
41 simpllr ( ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) ∧ 𝑋 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ) → 𝑋 𝐶 𝑌 )
42 1 2 21 35 llni ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑌𝐵𝑋 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) → 𝑌 ∈ ( LLines ‘ 𝐾 ) )
43 38 39 40 41 42 syl31anc ( ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) ∧ 𝑋 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ) → 𝑌 ∈ ( LLines ‘ 𝐾 ) )
44 37 43 mtand ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ¬ 𝑋 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) )
45 3 4 lvolnelpln ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑌𝑉 ) → ¬ 𝑌𝑃 )
46 11 45 sylancom ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ¬ 𝑌𝑃 )
47 1 2 35 3 llncvrlpln ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) → ( 𝑋 ∈ ( LLines ‘ 𝐾 ) ↔ 𝑌𝑃 ) )
48 47 adantr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ( 𝑋 ∈ ( LLines ‘ 𝐾 ) ↔ 𝑌𝑃 ) )
49 46 48 mtbird ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ¬ 𝑋 ∈ ( LLines ‘ 𝐾 ) )
50 1 15 29 21 35 3 lplnle ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵 ) ∧ ( 𝑋 ≠ ( 0. ‘ 𝐾 ) ∧ ¬ 𝑋 ∈ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ∧ ¬ 𝑋 ∈ ( LLines ‘ 𝐾 ) ) ) → ∃ 𝑧𝑃 𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 )
51 11 12 34 44 49 50 syl23anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ∃ 𝑧𝑃 𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 )
52 simpr3 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 )
53 simpll1 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝐾 ∈ HL )
54 hlop ( 𝐾 ∈ HL → 𝐾 ∈ OP )
55 53 54 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝐾 ∈ OP )
56 simpr2 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝑧𝑃 )
57 1 3 lplnbase ( 𝑧𝑃𝑧𝐵 )
58 56 57 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝑧𝐵 )
59 simpll2 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝑋𝐵 )
60 simpll3 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝑌𝐵 )
61 simpr1 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝑌𝑉 )
62 1 15 2 cvrle ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) → 𝑋 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑌 )
63 62 adantr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝑋 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑌 )
64 hlpos ( 𝐾 ∈ HL → 𝐾 ∈ Poset )
65 53 64 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝐾 ∈ Poset )
66 1 15 postr ( ( 𝐾 ∈ Poset ∧ ( 𝑧𝐵𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ) → ( ( 𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋𝑋 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑌 ) → 𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑌 ) )
67 65 58 59 60 66 syl13anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → ( ( 𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋𝑋 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑌 ) → 𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑌 ) )
68 52 63 67 mp2and ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑌 )
69 15 2 3 4 lplncvrlvol2 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑧𝑃𝑌𝑉 ) ∧ 𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑌 ) → 𝑧 𝐶 𝑌 )
70 53 56 61 68 69 syl31anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝑧 𝐶 𝑌 )
71 simplr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝑋 𝐶 𝑌 )
72 1 15 2 cvrcmp2 ( ( 𝐾 ∈ OP ∧ ( 𝑧𝐵𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ ( 𝑧 𝐶 𝑌𝑋 𝐶 𝑌 ) ) → ( 𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋𝑧 = 𝑋 ) )
73 55 58 59 60 70 71 72 syl132anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → ( 𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋𝑧 = 𝑋 ) )
74 52 73 mpbid ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝑧 = 𝑋 )
75 74 56 eqeltrrd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ ( 𝑌𝑉𝑧𝑃𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋 ) ) → 𝑋𝑃 )
76 75 3exp2 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) → ( 𝑌𝑉 → ( 𝑧𝑃 → ( 𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋𝑋𝑃 ) ) ) )
77 76 imp ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ( 𝑧𝑃 → ( 𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋𝑋𝑃 ) ) )
78 77 rexlimdv ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ( ∃ 𝑧𝑃 𝑧 ( le ‘ 𝐾 ) 𝑋𝑋𝑃 ) )
79 51 78 mpd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → 𝑋𝑃 )
80 10 79 impbida ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) ∧ 𝑋 𝐶 𝑌 ) → ( 𝑋𝑃𝑌𝑉 ) )