Metamath Proof Explorer


Theorem 3dim0

Description: There exists a 3-dimensional (height-4) element i.e. a volume. (Contributed by NM, 25-Jul-2012)

Ref Expression
Hypotheses 3dim0.j ⊢ ∨ ˙ = join ⁡ K
3dim0.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
3dim0.a ⊢ A = Atoms ⁡ K
Assertion 3dim0 ⊢ K ∈ HL → ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A ∃ s ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 3dim0.j ⊢ ∨ ˙ = join ⁡ K
2 3dim0.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
3 3dim0.a ⊢ A = Atoms ⁡ K
4 eqid ⊢ ⋖ K = ⋖ K
5 1 4 3 athgt ⊢ K ∈ HL → ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A p ⋖ K p ∨ ˙ q ∧ ∃ r ∈ A p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
6 df-3an ⊢ p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
7 simpll1 ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A ∧ r ∈ A ∧ s ∈ A → K ∈ HL
8 eqid ⊢ Base K = Base K
9 8 1 3 hlatjcl ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A → p ∨ ˙ q ∈ Base K
10 9 ad2antrr ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A ∧ r ∈ A ∧ s ∈ A → p ∨ ˙ q ∈ Base K
11 simplr ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A ∧ r ∈ A ∧ s ∈ A → r ∈ A
12 8 2 1 4 3 cvr1 ⊢ K ∈ HL ∧ p ∨ ˙ q ∈ Base K ∧ r ∈ A → ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ↔ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
13 7 10 11 12 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A ∧ r ∈ A ∧ s ∈ A → ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ↔ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
14 13 anbi2d ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A ∧ r ∈ A ∧ s ∈ A → p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ↔ p ≠ q ∧ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
15 7 hllatd ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A ∧ r ∈ A ∧ s ∈ A → K ∈ Lat
16 8 3 atbase ⊢ r ∈ A → r ∈ Base K
17 16 ad2antlr ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A ∧ r ∈ A ∧ s ∈ A → r ∈ Base K
18 8 1 latjcl ⊢ K ∈ Lat ∧ p ∨ ˙ q ∈ Base K ∧ r ∈ Base K → p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∈ Base K
19 15 10 17 18 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A ∧ r ∈ A ∧ s ∈ A → p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∈ Base K
20 simpr ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A ∧ r ∈ A ∧ s ∈ A → s ∈ A
21 8 2 1 4 3 cvr1 ⊢ K ∈ HL ∧ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∈ Base K ∧ s ∈ A → ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
22 7 19 20 21 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A ∧ r ∈ A ∧ s ∈ A → ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
23 14 22 anbi12d ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A ∧ r ∈ A ∧ s ∈ A → p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ p ≠ q ∧ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
24 6 23 bitrid ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A ∧ r ∈ A ∧ s ∈ A → p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ p ≠ q ∧ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
25 24 rexbidva ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A ∧ r ∈ A → ∃ s ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ ∃ s ∈ A p ≠ q ∧ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
26 r19.42v ⊢ ∃ s ∈ A p ≠ q ∧ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s ↔ p ≠ q ∧ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
27 anass ⊢ p ≠ q ∧ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s ↔ p ≠ q ∧ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
28 26 27 bitri ⊢ ∃ s ∈ A p ≠ q ∧ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s ↔ p ≠ q ∧ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
29 25 28 bitrdi ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A ∧ r ∈ A → ∃ s ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ p ≠ q ∧ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
30 29 rexbidva ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A → ∃ r ∈ A ∃ s ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
31 r19.42v ⊢ ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s ↔ p ≠ q ∧ ∃ r ∈ A p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
32 30 31 bitrdi ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A → ∃ r ∈ A ∃ s ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ p ≠ q ∧ ∃ r ∈ A p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
33 1 4 3 atcvr1 ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A → p ≠ q ↔ p ⋖ K p ∨ ˙ q
34 33 anbi1d ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A → p ≠ q ∧ ∃ r ∈ A p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s ↔ p ⋖ K p ∨ ˙ q ∧ ∃ r ∈ A p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
35 32 34 bitrd ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A → ∃ r ∈ A ∃ s ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ p ⋖ K p ∨ ˙ q ∧ ∃ r ∈ A p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
36 35 3expb ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A → ∃ r ∈ A ∃ s ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ p ⋖ K p ∨ ˙ q ∧ ∃ r ∈ A p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
37 36 2rexbidva ⊢ K ∈ HL → ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A ∃ s ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A p ⋖ K p ∨ ˙ q ∧ ∃ r ∈ A p ∨ ˙ q ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∧ ∃ s ∈ A p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ⋖ K p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ∨ ˙ s
38 5 37 mpbird ⊢ K ∈ HL → ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A ∃ s ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ ¬ s ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∨ ˙ r