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Theorem 4at2

Description: Four atoms determine a lattice volume uniquely. (Contributed by NM, 11-Jul-2012)

Ref Expression
Hypotheses 4at.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
4at.j ⊢ ∨ ˙ = join ⁡ K
4at.a ⊢ A = Atoms ⁡ K
Assertion 4at2 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ ¬ S ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R → P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S ≤ ˙ T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W ↔ P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S = T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 4at.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
2 4at.j ⊢ ∨ ˙ = join ⁡ K
3 4at.a ⊢ A = Atoms ⁡ K
4 1 2 3 4at ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ ¬ S ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R → P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S ≤ ˙ T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W ↔ P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S = T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W
5 simp11 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → K ∈ HL
6 5 hllatd ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → K ∈ Lat
7 eqid ⊢ Base K = Base K
8 7 2 3 hlatjcl ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A → P ∨ ˙ Q ∈ Base K
9 8 3ad2ant1 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → P ∨ ˙ Q ∈ Base K
10 simp21 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → R ∈ A
11 7 3 atbase ⊢ R ∈ A → R ∈ Base K
12 10 11 syl ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → R ∈ Base K
13 simp22 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → S ∈ A
14 7 3 atbase ⊢ S ∈ A → S ∈ Base K
15 13 14 syl ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → S ∈ Base K
16 7 2 latjass ⊢ K ∈ Lat ∧ P ∨ ˙ Q ∈ Base K ∧ R ∈ Base K ∧ S ∈ Base K → P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S = P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S
17 6 9 12 15 16 syl13anc ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S = P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S
18 simp23 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → T ∈ A
19 simp31 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → U ∈ A
20 7 2 3 hlatjcl ⊢ K ∈ HL ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A → T ∨ ˙ U ∈ Base K
21 5 18 19 20 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → T ∨ ˙ U ∈ Base K
22 simp32 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → V ∈ A
23 7 3 atbase ⊢ V ∈ A → V ∈ Base K
24 22 23 syl ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → V ∈ Base K
25 simp33 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → W ∈ A
26 7 3 atbase ⊢ W ∈ A → W ∈ Base K
27 25 26 syl ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → W ∈ Base K
28 7 2 latjass ⊢ K ∈ Lat ∧ T ∨ ˙ U ∈ Base K ∧ V ∈ Base K ∧ W ∈ Base K → T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W = T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W
29 6 21 24 27 28 syl13anc ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W = T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W
30 17 29 breq12d ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S ≤ ˙ T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W ↔ P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S ≤ ˙ T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W
31 30 adantr ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ ¬ S ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R → P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S ≤ ˙ T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W ↔ P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S ≤ ˙ T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W
32 17 29 eqeq12d ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A → P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S = T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W ↔ P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S = T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W
33 32 adantr ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ ¬ S ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R → P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S = T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W ↔ P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S = T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W
34 4 31 33 3bitr4d ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ R ∈ A ∧ S ∈ A ∧ T ∈ A ∧ U ∈ A ∧ V ∈ A ∧ W ∈ A ∧ P ≠ Q ∧ ¬ R ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∧ ¬ S ≤ ˙ P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R → P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S ≤ ˙ T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W ↔ P ∨ ˙ Q ∨ ˙ R ∨ ˙ S = T ∨ ˙ U ∨ ˙ V ∨ ˙ W