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Theorem atbtwnex

Description: Given atoms P in X and Q not in X , there exists an atom r not in X such that the line Q .\/ r intersects X at P . (Contributed by NM, 1-Aug-2012)

Ref Expression
Hypotheses atbtwn.b ⊢ B = Base K
atbtwn.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
atbtwn.j ⊢ ∨ ˙ = join ⁡ K
atbtwn.a ⊢ A = Atoms ⁡ K
Assertion atbtwnex ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X → ∃ r ∈ A r ≠ Q ∧ ¬ r ≤ ˙ X ∧ P ≤ ˙ Q ∨ ˙ r

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 atbtwn.b ⊢ B = Base K
2 atbtwn.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
3 atbtwn.j ⊢ ∨ ˙ = join ⁡ K
4 atbtwn.a ⊢ A = Atoms ⁡ K
5 simpr2 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X → P ≤ ˙ X
6 simpr3 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X → ¬ Q ≤ ˙ X
7 nbrne2 ⊢ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X → P ≠ Q
8 5 6 7 syl2anc ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X → P ≠ Q
9 2 3 4 hlsupr ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ P ≠ Q → ∃ r ∈ A r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q
10 8 9 syldan ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X → ∃ r ∈ A r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q
11 simp32 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → r ≠ Q
12 simp31 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → r ≠ P
13 simp1l ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A
14 simp2 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → r ∈ A
15 simp1r1 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → X ∈ B
16 simp1r2 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → P ≤ ˙ X
17 simp1r3 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → ¬ Q ≤ ˙ X
18 simp33 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q
19 1 2 3 4 atbtwn ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ r ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → r ≠ P ↔ ¬ r ≤ ˙ X
20 13 14 15 16 17 18 19 syl123anc ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → r ≠ P ↔ ¬ r ≤ ˙ X
21 12 20 mpbid ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → ¬ r ≤ ˙ X
22 simp1l1 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → K ∈ HL
23 simp1l2 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → P ∈ A
24 simp1l3 ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → Q ∈ A
25 2 3 4 hlatexch2 ⊢ K ∈ HL ∧ r ∈ A ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ r ≠ Q → r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → P ≤ ˙ r ∨ ˙ Q
26 22 14 23 24 11 25 syl131anc ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → P ≤ ˙ r ∨ ˙ Q
27 18 26 mpd ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → P ≤ ˙ r ∨ ˙ Q
28 3 4 hlatjcom ⊢ K ∈ HL ∧ Q ∈ A ∧ r ∈ A → Q ∨ ˙ r = r ∨ ˙ Q
29 22 24 14 28 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → Q ∨ ˙ r = r ∨ ˙ Q
30 27 29 breqtrrd ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → P ≤ ˙ Q ∨ ˙ r
31 11 21 30 3jca ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X ∧ r ∈ A ∧ r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → r ≠ Q ∧ ¬ r ≤ ˙ X ∧ P ≤ ˙ Q ∨ ˙ r
32 31 3exp ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X → r ∈ A → r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → r ≠ Q ∧ ¬ r ≤ ˙ X ∧ P ≤ ˙ Q ∨ ˙ r
33 32 reximdvai ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X → ∃ r ∈ A r ≠ P ∧ r ≠ Q ∧ r ≤ ˙ P ∨ ˙ Q → ∃ r ∈ A r ≠ Q ∧ ¬ r ≤ ˙ X ∧ P ≤ ˙ Q ∨ ˙ r
34 10 33 mpd ⊢ K ∈ HL ∧ P ∈ A ∧ Q ∈ A ∧ X ∈ B ∧ P ≤ ˙ X ∧ ¬ Q ≤ ˙ X → ∃ r ∈ A r ≠ Q ∧ ¬ r ≤ ˙ X ∧ P ≤ ˙ Q ∨ ˙ r