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Theorem ishlat3N

Description: The predicate "is a Hilbert lattice". Note that the superposition principle is expressed in the compact form E. z e. A ( x .\/ z ) = ( y .\/ z ) . The exchange property and atomicity are provided by K e. CvLat , and "minimum height 4" is shown explicitly. (Contributed by NM, 8-Nov-2012) (New usage is discouraged.)

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 ishlat3N ⊢ K ∈ HL ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∃ z ∈ A x ∨ ˙ z = y ∨ ˙ z ∧ ∃ 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 simpll3 ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → K ∈ CvLat
10 simplrl ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → x ∈ A
11 simplrr ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → y ∈ A
12 simpr ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → z ∈ A
13 7 2 4 cvlsupr3 ⊢ K ∈ CvLat ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → x ∨ ˙ z = y ∨ ˙ z ↔ x ≠ y → z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y
14 9 10 11 12 13 syl13anc ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → x ∨ ˙ z = y ∨ ˙ z ↔ x ≠ y → z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y
15 14 rexbidva ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A → ∃ z ∈ A x ∨ ˙ z = y ∨ ˙ z ↔ ∃ z ∈ A x ≠ y → z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y
16 ne0i ⊢ x ∈ A → A ≠ ∅
17 16 ad2antrl ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A → A ≠ ∅
18 r19.37zv ⊢ A ≠ ∅ → ∃ z ∈ A x ≠ y → z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ↔ x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y
19 17 18 syl ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A → ∃ z ∈ A x ≠ y → z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ↔ x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y
20 15 19 bitr2d ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A → x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ↔ ∃ z ∈ A x ∨ ˙ z = y ∨ ˙ z
21 20 2ralbidva ⊢ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x ≠ y → ∃ z ∈ A z ≠ x ∧ z ≠ y ∧ z ≤ ˙ x ∨ ˙ y ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∃ z ∈ A x ∨ ˙ z = y ∨ ˙ z
22 21 anbi1d ⊢ 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 ˙ ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∃ z ∈ A x ∨ ˙ z = y ∨ ˙ z ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙
23 22 pm5.32i ⊢ 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 ∈ CvLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∃ z ∈ A x ∨ ˙ z = y ∨ ˙ z ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙
24 8 23 bitri ⊢ K ∈ HL ↔ K ∈ OML ∧ K ∈ CLat ∧ K ∈ CvLat ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∃ z ∈ A x ∨ ˙ z = y ∨ ˙ z ∧ ∃ x ∈ B ∃ y ∈ B ∃ z ∈ B 0 ˙ < ˙ x ∧ x < ˙ y ∧ y < ˙ z ∧ z < ˙ 1 ˙