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Theorem atlatmstc

Description: An atomic, complete, orthomodular lattice is atomistic i.e. every element is the join of the atoms under it. See remark before Proposition 1 in Kalmbach p. 140; also remark in BeltramettiCassinelli p. 98. ( hatomistici analog.) (Contributed by NM, 5-Nov-2012)

Ref Expression
Hypotheses atlatmstc.b ⊢ B = Base K
atlatmstc.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
atlatmstc.u ⊢ 1 ˙ = lub ⁡ K
atlatmstc.a ⊢ A = Atoms ⁡ K
Assertion atlatmstc ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X = X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 atlatmstc.b ⊢ B = Base K
2 atlatmstc.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
3 atlatmstc.u ⊢ 1 ˙ = lub ⁡ K
4 atlatmstc.a ⊢ A = Atoms ⁡ K
5 simpl2 ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → K ∈ CLat
6 ssrab2 ⊢ y ∈ B | y ≤ ˙ X ⊆ B
7 1 4 atssbase ⊢ A ⊆ B
8 rabss2 ⊢ A ⊆ B → y ∈ A | y ≤ ˙ X ⊆ y ∈ B | y ≤ ˙ X
9 7 8 ax-mp ⊢ y ∈ A | y ≤ ˙ X ⊆ y ∈ B | y ≤ ˙ X
10 1 2 3 lubss ⊢ K ∈ CLat ∧ y ∈ B | y ≤ ˙ X ⊆ B ∧ y ∈ A | y ≤ ˙ X ⊆ y ∈ B | y ≤ ˙ X → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ B | y ≤ ˙ X
11 6 9 10 mp3an23 ⊢ K ∈ CLat → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ B | y ≤ ˙ X
12 5 11 syl ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ B | y ≤ ˙ X
13 atlpos ⊢ K ∈ AtLat → K ∈ Poset
14 13 3ad2ant3 ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat → K ∈ Poset
15 simpl ⊢ K ∈ Poset ∧ X ∈ B → K ∈ Poset
16 simpr ⊢ K ∈ Poset ∧ X ∈ B → X ∈ B
17 1 2 3 15 16 lubid ⊢ K ∈ Poset ∧ X ∈ B → 1 ˙ ⁡ y ∈ B | y ≤ ˙ X = X
18 14 17 sylan ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → 1 ˙ ⁡ y ∈ B | y ≤ ˙ X = X
19 12 18 breqtrd ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ≤ ˙ X
20 breq1 ⊢ y = x → y ≤ ˙ X ↔ x ≤ ˙ X
21 20 elrab ⊢ x ∈ y ∈ A | y ≤ ˙ X ↔ x ∈ A ∧ x ≤ ˙ X
22 simpll2 ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ y ∈ A | y ≤ ˙ X → K ∈ CLat
23 ssrab2 ⊢ y ∈ A | y ≤ ˙ X ⊆ A
24 23 7 sstri ⊢ y ∈ A | y ≤ ˙ X ⊆ B
25 1 2 3 lubel ⊢ K ∈ CLat ∧ x ∈ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∧ y ∈ A | y ≤ ˙ X ⊆ B → x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
26 24 25 mp3an3 ⊢ K ∈ CLat ∧ x ∈ y ∈ A | y ≤ ˙ X → x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
27 22 26 sylancom ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ y ∈ A | y ≤ ˙ X → x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
28 27 ex ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → x ∈ y ∈ A | y ≤ ˙ X → x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
29 21 28 biimtrrid ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → x ∈ A ∧ x ≤ ˙ X → x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
30 29 expdimp ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → x ≤ ˙ X → x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
31 simpll3 ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → K ∈ AtLat
32 eqid ⊢ 0. ⁡ K = 0. ⁡ K
33 32 4 atn0 ⊢ K ∈ AtLat ∧ x ∈ A → x ≠ 0. ⁡ K
34 31 33 sylancom ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → x ≠ 0. ⁡ K
35 34 adantr ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A ∧ x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X → x ≠ 0. ⁡ K
36 simpl3 ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → K ∈ AtLat
37 atllat ⊢ K ∈ AtLat → K ∈ Lat
38 36 37 syl ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → K ∈ Lat
39 38 adantr ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → K ∈ Lat
40 1 4 atbase ⊢ x ∈ A → x ∈ B
41 40 adantl ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → x ∈ B
42 1 3 clatlubcl ⊢ K ∈ CLat ∧ y ∈ A | y ≤ ˙ X ⊆ B → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B
43 5 24 42 sylancl ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B
44 43 adantr ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B
45 simpl1 ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → K ∈ OML
46 omlop ⊢ K ∈ OML → K ∈ OP
47 45 46 syl ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → K ∈ OP
48 eqid ⊢ oc ⁡ K = oc ⁡ K
49 1 48 opoccl ⊢ K ∈ OP ∧ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B → oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B
50 47 43 49 syl2anc ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B
51 50 adantr ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B
52 eqid ⊢ meet ⁡ K = meet ⁡ K
53 1 2 52 latlem12 ⊢ K ∈ Lat ∧ x ∈ B ∧ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B ∧ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B → x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∧ x ≤ ˙ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ↔ x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
54 39 41 44 51 53 syl13anc ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∧ x ≤ ˙ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ↔ x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
55 1 48 52 32 opnoncon ⊢ K ∈ OP ∧ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X = 0. ⁡ K
56 47 43 55 syl2anc ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X = 0. ⁡ K
57 56 breq2d ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ↔ x ≤ ˙ 0. ⁡ K
58 57 adantr ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ↔ x ≤ ˙ 0. ⁡ K
59 1 2 32 ople0 ⊢ K ∈ OP ∧ x ∈ B → x ≤ ˙ 0. ⁡ K ↔ x = 0. ⁡ K
60 47 40 59 syl2an ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → x ≤ ˙ 0. ⁡ K ↔ x = 0. ⁡ K
61 54 58 60 3bitrd ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∧ x ≤ ˙ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ↔ x = 0. ⁡ K
62 61 biimpa ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A ∧ x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∧ x ≤ ˙ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X → x = 0. ⁡ K
63 62 expr ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A ∧ x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X → x ≤ ˙ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X → x = 0. ⁡ K
64 63 necon3ad ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A ∧ x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X → x ≠ 0. ⁡ K → ¬ x ≤ ˙ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
65 35 64 mpd ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A ∧ x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X → ¬ x ≤ ˙ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
66 65 ex ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → x ≤ ˙ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X → ¬ x ≤ ˙ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
67 30 66 syld ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → x ≤ ˙ X → ¬ x ≤ ˙ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
68 imnan ⊢ x ≤ ˙ X → ¬ x ≤ ˙ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ↔ ¬ x ≤ ˙ X ∧ x ≤ ˙ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
69 67 68 sylib ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → ¬ x ≤ ˙ X ∧ x ≤ ˙ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
70 simplr ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → X ∈ B
71 1 2 52 latlem12 ⊢ K ∈ Lat ∧ x ∈ B ∧ X ∈ B ∧ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B → x ≤ ˙ X ∧ x ≤ ˙ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ↔ x ≤ ˙ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
72 39 41 70 51 71 syl13anc ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → x ≤ ˙ X ∧ x ≤ ˙ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ↔ x ≤ ˙ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
73 69 72 mtbid ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ x ∈ A → ¬ x ≤ ˙ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
74 73 nrexdv ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → ¬ ∃ x ∈ A x ≤ ˙ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
75 simpll3 ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ≠ 0. ⁡ K → K ∈ AtLat
76 simpr ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → X ∈ B
77 1 52 latmcl ⊢ K ∈ Lat ∧ X ∈ B ∧ oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B → X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B
78 38 76 50 77 syl3anc ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B
79 78 adantr ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ≠ 0. ⁡ K → X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B
80 simpr ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ≠ 0. ⁡ K → X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ≠ 0. ⁡ K
81 1 2 32 4 atlex ⊢ K ∈ AtLat ∧ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B ∧ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ≠ 0. ⁡ K → ∃ x ∈ A x ≤ ˙ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
82 75 79 80 81 syl3anc ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B ∧ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ≠ 0. ⁡ K → ∃ x ∈ A x ≤ ˙ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
83 82 ex ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ≠ 0. ⁡ K → ∃ x ∈ A x ≤ ˙ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X
84 83 necon1bd ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → ¬ ∃ x ∈ A x ≤ ˙ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X → X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X = 0. ⁡ K
85 74 84 mpd ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X = 0. ⁡ K
86 1 2 52 48 32 omllaw3 ⊢ K ∈ OML ∧ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ∈ B ∧ X ∈ B → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ≤ ˙ X ∧ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X = 0. ⁡ K → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X = X
87 45 43 76 86 syl3anc ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X ≤ ˙ X ∧ X meet ⁡ K oc ⁡ K ⁡ 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X = 0. ⁡ K → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X = X
88 19 85 87 mp2and ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ X ∈ B → 1 ˙ ⁡ y ∈ A | y ≤ ˙ X = X