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Theorem ps-2b

Description: Variation of projective geometry axiom ps-2 . (Contributed by NM, 3-Jul-2012)

Ref Expression
Hypotheses ps-2b.l = ( le ‘ 𝐾 )
ps-2b.j = ( join ‘ 𝐾 )
ps-2b.m = ( meet ‘ 𝐾 )
ps-2b.z 0 = ( 0. ‘ 𝐾 )
ps-2b.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
Assertion ps-2b ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑆 𝑇 ) ) ≠ 0 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ps-2b.l = ( le ‘ 𝐾 )
2 ps-2b.j = ( join ‘ 𝐾 )
3 ps-2b.m = ( meet ‘ 𝐾 )
4 ps-2b.z 0 = ( 0. ‘ 𝐾 )
5 ps-2b.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
6 simp11 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → 𝐾 ∈ HL )
7 simp12 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → 𝑃𝐴 )
8 simp13 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → 𝑄𝐴 )
9 simp21 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → 𝑅𝐴 )
10 7 8 9 3jca ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) )
11 simp22 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → 𝑆𝐴 )
12 simp23 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → 𝑇𝐴 )
13 11 12 jca ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → ( 𝑆𝐴𝑇𝐴 ) )
14 simp31 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) )
15 simp32 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → 𝑆𝑇 )
16 14 15 jca ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ) )
17 simp33 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) )
18 1 2 5 ps-2 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ) ∧ ( ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ) ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → ∃ 𝑢𝐴 ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) )
19 6 10 13 16 17 18 syl32anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → ∃ 𝑢𝐴 ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) )
20 simp111 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → 𝐾 ∈ HL )
21 hlatl ( 𝐾 ∈ HL → 𝐾 ∈ AtLat )
22 20 21 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → 𝐾 ∈ AtLat )
23 20 hllatd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → 𝐾 ∈ Lat )
24 simp112 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → 𝑃𝐴 )
25 simp121 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → 𝑅𝐴 )
26 eqid ( Base ‘ 𝐾 ) = ( Base ‘ 𝐾 )
27 26 2 5 hlatjcl ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑅𝐴 ) → ( 𝑃 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
28 20 24 25 27 syl3anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → ( 𝑃 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
29 simp122 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → 𝑆𝐴 )
30 simp123 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → 𝑇𝐴 )
31 26 2 5 hlatjcl ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑆𝐴𝑇𝐴 ) → ( 𝑆 𝑇 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
32 20 29 30 31 syl3anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → ( 𝑆 𝑇 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
33 26 3 latmcl ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ ( 𝑆 𝑇 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑆 𝑇 ) ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
34 23 28 32 33 syl3anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑆 𝑇 ) ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
35 simp2 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → 𝑢𝐴 )
36 simp3 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) )
37 26 5 atbase ( 𝑢𝐴𝑢 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
38 35 37 syl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → 𝑢 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
39 26 1 3 latlem12 ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑢 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ ( 𝑆 𝑇 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) ) → ( ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ↔ 𝑢 ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑆 𝑇 ) ) ) )
40 23 38 28 32 39 syl13anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → ( ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ↔ 𝑢 ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑆 𝑇 ) ) ) )
41 36 40 mpbid ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → 𝑢 ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑆 𝑇 ) ) )
42 26 1 4 5 atlen0 ( ( ( 𝐾 ∈ AtLat ∧ ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑆 𝑇 ) ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑢𝐴 ) ∧ 𝑢 ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑆 𝑇 ) ) ≠ 0 )
43 22 34 35 41 42 syl31anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) ∧ 𝑢𝐴 ∧ ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑆 𝑇 ) ) ≠ 0 )
44 43 rexlimdv3a ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → ( ∃ 𝑢𝐴 ( 𝑢 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑢 ( 𝑆 𝑇 ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑆 𝑇 ) ) ≠ 0 ) )
45 19 44 mpd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴𝑇𝐴 ) ∧ ( ¬ 𝑃 ( 𝑄 𝑅 ) ∧ 𝑆𝑇 ∧ ( 𝑆 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑇 ( 𝑄 𝑅 ) ) ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) ( 𝑆 𝑇 ) ) ≠ 0 )