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Theorem pmod1i

Description: The modular law holds in a projective subspace. (Contributed by NM, 10-Mar-2012)

Ref Expression
Hypotheses pmod.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
pmod.s 𝑆 = ( PSubSp ‘ 𝐾 )
pmod.p + = ( +𝑃𝐾 )
Assertion pmod1i ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) → ( 𝑋𝑍 → ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) = ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pmod.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
2 pmod.s 𝑆 = ( PSubSp ‘ 𝐾 )
3 pmod.p + = ( +𝑃𝐾 )
4 eqid ( le ‘ 𝐾 ) = ( le ‘ 𝐾 )
5 eqid ( join ‘ 𝐾 ) = ( join ‘ 𝐾 )
6 4 5 1 2 3 pmodlem2 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) ⊆ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )
7 6 3expa ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) ⊆ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )
8 inss1 ( 𝑌𝑍 ) ⊆ 𝑌
9 simpll ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → 𝐾 ∈ HL )
10 simplr2 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → 𝑌𝐴 )
11 simplr1 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → 𝑋𝐴 )
12 1 3 paddss2 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑌𝐴𝑋𝐴 ) → ( ( 𝑌𝑍 ) ⊆ 𝑌 → ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ⊆ ( 𝑋 + 𝑌 ) ) )
13 9 10 11 12 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( ( 𝑌𝑍 ) ⊆ 𝑌 → ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ⊆ ( 𝑋 + 𝑌 ) ) )
14 8 13 mpi ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ⊆ ( 𝑋 + 𝑌 ) )
15 simpl ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) → 𝐾 ∈ HL )
16 1 2 psubssat ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑍𝑆 ) → 𝑍𝐴 )
17 16 3ad2antr3 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) → 𝑍𝐴 )
18 simpr2 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) → 𝑌𝐴 )
19 ssinss1 ( 𝑌𝐴 → ( 𝑌𝑍 ) ⊆ 𝐴 )
20 18 19 syl ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) → ( 𝑌𝑍 ) ⊆ 𝐴 )
21 1 3 paddss1 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑍𝐴 ∧ ( 𝑌𝑍 ) ⊆ 𝐴 ) → ( 𝑋𝑍 → ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ⊆ ( 𝑍 + ( 𝑌𝑍 ) ) ) )
22 15 17 20 21 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) → ( 𝑋𝑍 → ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ⊆ ( 𝑍 + ( 𝑌𝑍 ) ) ) )
23 22 imp ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ⊆ ( 𝑍 + ( 𝑌𝑍 ) ) )
24 simplr3 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → 𝑍𝑆 )
25 9 24 16 syl2anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → 𝑍𝐴 )
26 inss2 ( 𝑌𝑍 ) ⊆ 𝑍
27 1 3 paddss2 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑍𝐴𝑍𝐴 ) → ( ( 𝑌𝑍 ) ⊆ 𝑍 → ( 𝑍 + ( 𝑌𝑍 ) ) ⊆ ( 𝑍 + 𝑍 ) ) )
28 26 27 mpi ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑍𝐴𝑍𝐴 ) → ( 𝑍 + ( 𝑌𝑍 ) ) ⊆ ( 𝑍 + 𝑍 ) )
29 9 25 25 28 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( 𝑍 + ( 𝑌𝑍 ) ) ⊆ ( 𝑍 + 𝑍 ) )
30 2 3 paddidm ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑍𝑆 ) → ( 𝑍 + 𝑍 ) = 𝑍 )
31 9 24 30 syl2anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( 𝑍 + 𝑍 ) = 𝑍 )
32 29 31 sseqtrd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( 𝑍 + ( 𝑌𝑍 ) ) ⊆ 𝑍 )
33 23 32 sstrd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ⊆ 𝑍 )
34 14 33 ssind ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ⊆ ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) )
35 7 34 eqssd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) = ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )
36 35 ex ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ) → ( 𝑋𝑍 → ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) = ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ) )