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Theorem 2lplnm2N

Description: The meet of two different lattice planes in a lattice volume is a lattice line. (Contributed by NM, 12-Jul-2012) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses 2lplnm2.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
2lplnm2.m ⊢ ∧ ˙ = meet ⁡ K
2lplnm2.a ⊢ N = LLines ⁡ K
2lplnm2.p ⊢ P = LPlanes ⁡ K
2lplnm2.v ⊢ V = LVols ⁡ K
Assertion 2lplnm2N ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → X ∧ ˙ Y ∈ N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 2lplnm2.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
2 2lplnm2.m ⊢ ∧ ˙ = meet ⁡ K
3 2lplnm2.a ⊢ N = LLines ⁡ K
4 2lplnm2.p ⊢ P = LPlanes ⁡ K
5 2lplnm2.v ⊢ V = LVols ⁡ K
6 simp22 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → Y ∈ P
7 simp1 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → K ∈ HL
8 hllat ⊢ K ∈ HL → K ∈ Lat
9 8 3ad2ant1 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → K ∈ Lat
10 simp21 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → X ∈ P
11 eqid ⊢ Base K = Base K
12 11 4 lplnbase ⊢ X ∈ P → X ∈ Base K
13 10 12 syl ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → X ∈ Base K
14 11 4 lplnbase ⊢ Y ∈ P → Y ∈ Base K
15 6 14 syl ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → Y ∈ Base K
16 11 2 latmcl ⊢ K ∈ Lat ∧ X ∈ Base K ∧ Y ∈ Base K → X ∧ ˙ Y ∈ Base K
17 9 13 15 16 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → X ∧ ˙ Y ∈ Base K
18 eqid ⊢ join ⁡ K = join ⁡ K
19 1 18 4 5 2lplnj ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → X join ⁡ K Y = W
20 simp23 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → W ∈ V
21 19 20 eqeltrd ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → X join ⁡ K Y ∈ V
22 11 1 18 latlej1 ⊢ K ∈ Lat ∧ X ∈ Base K ∧ Y ∈ Base K → X ≤ ˙ X join ⁡ K Y
23 9 13 15 22 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → X ≤ ˙ X join ⁡ K Y
24 eqid ⊢ ⋖ K = ⋖ K
25 1 24 4 5 lplncvrlvol2 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ X join ⁡ K Y ∈ V ∧ X ≤ ˙ X join ⁡ K Y → X ⋖ K X join ⁡ K Y
26 7 10 21 23 25 syl31anc ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → X ⋖ K X join ⁡ K Y
27 11 18 2 24 cvrexch ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ Base K ∧ Y ∈ Base K → X ∧ ˙ Y ⋖ K Y ↔ X ⋖ K X join ⁡ K Y
28 7 13 15 27 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → X ∧ ˙ Y ⋖ K Y ↔ X ⋖ K X join ⁡ K Y
29 26 28 mpbird ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → X ∧ ˙ Y ⋖ K Y
30 11 24 3 4 llncvrlpln ⊢ K ∈ HL ∧ X ∧ ˙ Y ∈ Base K ∧ Y ∈ Base K ∧ X ∧ ˙ Y ⋖ K Y → X ∧ ˙ Y ∈ N ↔ Y ∈ P
31 7 17 15 29 30 syl31anc ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → X ∧ ˙ Y ∈ N ↔ Y ∈ P
32 6 31 mpbird ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ W ∈ V ∧ X ≤ ˙ W ∧ Y ≤ ˙ W ∧ X ≠ Y → X ∧ ˙ Y ∈ N