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Theorem ishlat2

Description: The predicate "is a Hilbert lattice". Here we replace K e. CvLat with the weaker K e. AtLat and show the exchange property explicitly. (Contributed by NM, 5-Nov-2012)

Ref Expression
Hypotheses ishlat.b ⊢ B = Base K
ishlat.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
ishlat.s ⊢ < ˙ = < K
ishlat.j ⊢ ∨ ˙ = join ⁡ K
ishlat.z ⊢ 0 ˙ = 0. ⁡ K
ishlat.u ⊢ 1 ˙ = 1. ⁡ K
ishlat.a ⊢ A = Atoms ⁡ K
Assertion ishlat2 ⊢ K ∈ HL ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ishlat.b ⊢ B = Base K
2 ishlat.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
3 ishlat.s ⊢ < ˙ = < K
4 ishlat.j ⊢ ∨ ˙ = join ⁡ K
5 ishlat.z ⊢ 0 ˙ = 0. ⁡ K
6 ishlat.u ⊢ 1 ˙ = 1. ⁡ K
7 ishlat.a ⊢ A = Atoms ⁡ K
8 1 2 3 4 5 6 7 ishlat1 ⊢ K ∈ HL ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙
9 1 2 4 7 iscvlat ⊢ K ∈ CvLat ↔ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x
10 9 3anbi3i ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x
11 anass ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x
12 df-3an ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat
13 12 anbi1i ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x
14 df-3an ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x
15 11 13 14 3bitr4ri ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x
16 10 15 bitri ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x
17 16 anbi1i ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙ ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙
18 anass ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙ ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙
19 anass ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙ ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙
20 ancom ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x
21 r19.26-2 ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x
22 20 21 bitr4i ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x
23 22 anbi1i ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙ ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙
24 19 23 bitr3i ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙ ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙
25 24 anbi2i ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙ ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙
26 18 25 bitri ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙ ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙
27 8 17 26 3bitri ⊢ K ∈ HL ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ AtLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ∧ ∀ z ∈ B ¬ x ≤ ˙ z ∧ x ≤ ˙ z ∨ ˙ y → y ≤ ˙ z ∨ ˙ x ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙