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Theorem mdsymlem4

Description: Lemma for mdsymi . This is the forward direction of Lemma 4(i) of Maeda p. 168. (Contributed by NM, 2-Jul-2004) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses mdsymlem1.1 ⊢ 𝐴 ∈ Cℋ
mdsymlem1.2 ⊢ 𝐵 ∈ Cℋ
mdsymlem1.3 ⊢ 𝐶 = ( 𝐴 ∨ℋ 𝑝 )
Assertion mdsymlem4 ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ( 𝐵 𝑀ℋ* 𝐴 ∧ ( ( 𝐴 ≠ 0ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0ℋ ) ∧ 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ) ) → ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mdsymlem1.1 ⊢ 𝐴 ∈ Cℋ
2 mdsymlem1.2 ⊢ 𝐵 ∈ Cℋ
3 mdsymlem1.3 ⊢ 𝐶 = ( 𝐴 ∨ℋ 𝑝 )
4 1 2 3 mdsymlem2 ⊢ ( ( ( 𝑝 ∈ HAtoms ∧ ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 ) ∧ ( 𝐵 𝑀ℋ* 𝐴 ∧ 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ) ) → ( 𝐵 ≠ 0ℋ → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) )
5 4 exp31 ⊢ ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 → ( ( 𝐵 𝑀ℋ* 𝐴 ∧ 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ) → ( 𝐵 ≠ 0ℋ → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) ) ) )
6 5 com4t ⊢ ( ( 𝐵 𝑀ℋ* 𝐴 ∧ 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ) → ( 𝐵 ≠ 0ℋ → ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) ) ) )
7 6 ex ⊢ ( 𝐵 𝑀ℋ* 𝐴 → ( 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) → ( 𝐵 ≠ 0ℋ → ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) ) ) ) )
8 7 com23 ⊢ ( 𝐵 𝑀ℋ* 𝐴 → ( 𝐵 ≠ 0ℋ → ( 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) → ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) ) ) ) )
9 8 a1d ⊢ ( 𝐵 𝑀ℋ* 𝐴 → ( 𝐴 ≠ 0ℋ → ( 𝐵 ≠ 0ℋ → ( 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) → ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) ) ) ) ) )
10 9 imp44 ⊢ ( ( 𝐵 𝑀ℋ* 𝐴 ∧ ( ( 𝐴 ≠ 0ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0ℋ ) ∧ 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ) ) → ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) ) )
11 10 com3l ⊢ ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 → ( ( 𝐵 𝑀ℋ* 𝐴 ∧ ( ( 𝐴 ≠ 0ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0ℋ ) ∧ 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ) ) → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) ) )
12 1 2 3 mdsymlem3 ⊢ ( ( ( ( 𝑝 ∈ HAtoms ∧ ¬ ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 ) ∧ 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ) ∧ 𝐴 ≠ 0ℋ ) → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) )
13 12 anasss ⊢ ( ( ( 𝑝 ∈ HAtoms ∧ ¬ ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 ) ∧ ( 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ∧ 𝐴 ≠ 0ℋ ) ) → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) )
14 13 exp31 ⊢ ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ¬ ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 → ( ( 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ∧ 𝐴 ≠ 0ℋ ) → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) ) )
15 14 com3r ⊢ ( ( 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ∧ 𝐴 ≠ 0ℋ ) → ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ¬ ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) ) )
16 15 ancoms ⊢ ( ( 𝐴 ≠ 0ℋ ∧ 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ) → ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ¬ ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) ) )
17 16 adantlr ⊢ ( ( ( 𝐴 ≠ 0ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0ℋ ) ∧ 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ) → ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ¬ ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) ) )
18 17 adantl ⊢ ( ( 𝐵 𝑀ℋ* 𝐴 ∧ ( ( 𝐴 ≠ 0ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0ℋ ) ∧ 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ) ) → ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ¬ ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) ) )
19 18 com3l ⊢ ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ¬ ( 𝐵 ∩ 𝐶 ) ⊆ 𝐴 → ( ( 𝐵 𝑀ℋ* 𝐴 ∧ ( ( 𝐴 ≠ 0ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0ℋ ) ∧ 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ) ) → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) ) )
20 11 19 pm2.61d ⊢ ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ( 𝐵 𝑀ℋ* 𝐴 ∧ ( ( 𝐴 ≠ 0ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0ℋ ) ∧ 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ) ) → ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) )
21 rexcom ⊢ ( ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ↔ ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) )
22 20 21 imbitrdi ⊢ ( 𝑝 ∈ HAtoms → ( ( 𝐵 𝑀ℋ* 𝐴 ∧ ( ( 𝐴 ≠ 0ℋ ∧ 𝐵 ≠ 0ℋ ) ∧ 𝑝 ⊆ ( 𝐴 ∨ℋ 𝐵 ) ) ) → ∃ 𝑞 ∈ HAtoms ∃ 𝑟 ∈ HAtoms ( 𝑝 ⊆ ( 𝑞 ∨ℋ 𝑟 ) ∧ ( 𝑞 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑟 ⊆ 𝐵 ) ) ) )