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Theorem 2lplnmj

Description: The meet of two lattice planes is a lattice line iff their join is a lattice volume. (Contributed by NM, 13-Jul-2012)

Ref Expression
Hypotheses 2lplnmj.j ⊢ ∨ ˙ = join ⁡ K
2lplnmj.m ⊢ ∧ ˙ = meet ⁡ K
2lplnmj.n ⊢ N = LLines ⁡ K
2lplnmj.p ⊢ P = LPlanes ⁡ K
2lplnmj.v ⊢ V = LVols ⁡ K
Assertion 2lplnmj ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P → X ∧ ˙ Y ∈ N ↔ X ∨ ˙ Y ∈ V

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 2lplnmj.j ⊢ ∨ ˙ = join ⁡ K
2 2lplnmj.m ⊢ ∧ ˙ = meet ⁡ K
3 2lplnmj.n ⊢ N = LLines ⁡ K
4 2lplnmj.p ⊢ P = LPlanes ⁡ K
5 2lplnmj.v ⊢ V = LVols ⁡ K
6 simp1 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P → K ∈ HL
7 eqid ⊢ Base K = Base K
8 7 4 lplnbase ⊢ X ∈ P → X ∈ Base K
9 8 3ad2ant2 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P → X ∈ Base K
10 7 4 lplnbase ⊢ Y ∈ P → Y ∈ Base K
11 10 3ad2ant3 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P → Y ∈ Base K
12 eqid ⊢ ⋖ K = ⋖ K
13 7 1 2 12 cvrexch ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ Base K ∧ Y ∈ Base K → X ∧ ˙ Y ⋖ K Y ↔ X ⋖ K X ∨ ˙ Y
14 6 9 11 13 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P → X ∧ ˙ Y ⋖ K Y ↔ X ⋖ K X ∨ ˙ Y
15 simpl1 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ∧ ˙ Y ∈ N → K ∈ HL
16 simpr ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ∧ ˙ Y ∈ N → X ∧ ˙ Y ∈ N
17 simpl3 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ∧ ˙ Y ∈ N → Y ∈ P
18 hllat ⊢ K ∈ HL → K ∈ Lat
19 eqid ⊢ ≤ K = ≤ K
20 7 19 2 latmle2 ⊢ K ∈ Lat ∧ X ∈ Base K ∧ Y ∈ Base K → X ∧ ˙ Y ≤ K Y
21 18 8 10 20 syl3an ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P → X ∧ ˙ Y ≤ K Y
22 21 adantr ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ∧ ˙ Y ∈ N → X ∧ ˙ Y ≤ K Y
23 19 12 3 4 llncvrlpln2 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∧ ˙ Y ∈ N ∧ Y ∈ P ∧ X ∧ ˙ Y ≤ K Y → X ∧ ˙ Y ⋖ K Y
24 15 16 17 22 23 syl31anc ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ∧ ˙ Y ∈ N → X ∧ ˙ Y ⋖ K Y
25 simpl3 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ∧ ˙ Y ⋖ K Y → Y ∈ P
26 7 2 latmcl ⊢ K ∈ Lat ∧ X ∈ Base K ∧ Y ∈ Base K → X ∧ ˙ Y ∈ Base K
27 18 8 10 26 syl3an ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P → X ∧ ˙ Y ∈ Base K
28 6 27 11 3jca ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P → K ∈ HL ∧ X ∧ ˙ Y ∈ Base K ∧ Y ∈ Base K
29 7 12 3 4 llncvrlpln ⊢ K ∈ HL ∧ X ∧ ˙ Y ∈ Base K ∧ Y ∈ Base K ∧ X ∧ ˙ Y ⋖ K Y → X ∧ ˙ Y ∈ N ↔ Y ∈ P
30 28 29 sylan ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ∧ ˙ Y ⋖ K Y → X ∧ ˙ Y ∈ N ↔ Y ∈ P
31 25 30 mpbird ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ∧ ˙ Y ⋖ K Y → X ∧ ˙ Y ∈ N
32 24 31 impbida ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P → X ∧ ˙ Y ∈ N ↔ X ∧ ˙ Y ⋖ K Y
33 simpl1 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ∨ ˙ Y ∈ V → K ∈ HL
34 simpl2 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ∨ ˙ Y ∈ V → X ∈ P
35 simpr ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ∨ ˙ Y ∈ V → X ∨ ˙ Y ∈ V
36 7 19 1 latlej1 ⊢ K ∈ Lat ∧ X ∈ Base K ∧ Y ∈ Base K → X ≤ K X ∨ ˙ Y
37 18 8 10 36 syl3an ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P → X ≤ K X ∨ ˙ Y
38 37 adantr ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ∨ ˙ Y ∈ V → X ≤ K X ∨ ˙ Y
39 19 12 4 5 lplncvrlvol2 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ X ∨ ˙ Y ∈ V ∧ X ≤ K X ∨ ˙ Y → X ⋖ K X ∨ ˙ Y
40 33 34 35 38 39 syl31anc ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ∨ ˙ Y ∈ V → X ⋖ K X ∨ ˙ Y
41 simpl2 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⋖ K X ∨ ˙ Y → X ∈ P
42 7 1 latjcl ⊢ K ∈ Lat ∧ X ∈ Base K ∧ Y ∈ Base K → X ∨ ˙ Y ∈ Base K
43 18 8 10 42 syl3an ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P → X ∨ ˙ Y ∈ Base K
44 6 9 43 3jca ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P → K ∈ HL ∧ X ∈ Base K ∧ X ∨ ˙ Y ∈ Base K
45 7 12 4 5 lplncvrlvol ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ Base K ∧ X ∨ ˙ Y ∈ Base K ∧ X ⋖ K X ∨ ˙ Y → X ∈ P ↔ X ∨ ˙ Y ∈ V
46 44 45 sylan ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⋖ K X ∨ ˙ Y → X ∈ P ↔ X ∨ ˙ Y ∈ V
47 41 46 mpbid ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P ∧ X ⋖ K X ∨ ˙ Y → X ∨ ˙ Y ∈ V
48 40 47 impbida ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P → X ∨ ˙ Y ∈ V ↔ X ⋖ K X ∨ ˙ Y
49 14 32 48 3bitr4d ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ P ∧ Y ∈ P → X ∧ ˙ Y ∈ N ↔ X ∨ ˙ Y ∈ V