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Theorem islpln5

Description: The predicate "is a lattice plane" in terms of atoms. (Contributed by NM, 24-Jun-2012)

Ref Expression
Hypotheses islpln5.b ⊢ B = Base K
islpln5.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
islpln5.j ⊢ ∨ ˙ = join ⁡ K
islpln5.a ⊢ A = Atoms ⁡ K
islpln5.p ⊢ P = LPlanes ⁡ K
Assertion islpln5 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B → X ∈ P ↔ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 islpln5.b ⊢ B = Base K
2 islpln5.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
3 islpln5.j ⊢ ∨ ˙ = join ⁡ K
4 islpln5.a ⊢ A = Atoms ⁡ K
5 islpln5.p ⊢ P = LPlanes ⁡ K
6 eqid ⊢ LLines ⁡ K = LLines ⁡ K
7 1 2 3 4 6 5 islpln3 ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B → X ∈ P ↔ ∃ y ∈ LLines ⁡ K ∃ r ∈ A ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r
8 df-rex ⊢ ∃ y ∈ LLines ⁡ K ∃ r ∈ A ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ ∃ y y ∈ LLines ⁡ K ∧ ∃ r ∈ A ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r
9 r19.41v ⊢ ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
10 an13 ⊢ ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ y = p ∨ ˙ q ∧ p ≠ q ∧ ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r
11 9 10 bitri ⊢ ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ y = p ∨ ˙ q ∧ p ≠ q ∧ ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r
12 11 exbii ⊢ ∃ y ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ y y = p ∨ ˙ q ∧ p ≠ q ∧ ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r
13 ovex ⊢ p ∨ ˙ q ∈ V
14 an12 ⊢ p ≠ q ∧ y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ y ∈ B ∧ p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r
15 eleq1 ⊢ y = p ∨ ˙ q → y ∈ B ↔ p ∨ ˙ q ∈ B
16 breq2 ⊢ y = p ∨ ˙ q → r ≤ ˙ y ↔ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q
17 16 notbid ⊢ y = p ∨ ˙ q → ¬ r ≤ ˙ y ↔ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q
18 oveq1 ⊢ y = p ∨ ˙ q → y ∨ ˙ r = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
19 18 eqeq2d ⊢ y = p ∨ ˙ q → X = y ∨ ˙ r ↔ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
20 17 19 anbi12d ⊢ y = p ∨ ˙ q → ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
21 20 anbi2d ⊢ y = p ∨ ˙ q → p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
22 3anass ⊢ p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
23 21 22 bitr4di ⊢ y = p ∨ ˙ q → p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
24 15 23 anbi12d ⊢ y = p ∨ ˙ q → y ∈ B ∧ p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ p ∨ ˙ q ∈ B ∧ p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
25 14 24 bitrid ⊢ y = p ∨ ˙ q → p ≠ q ∧ y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ p ∨ ˙ q ∈ B ∧ p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
26 25 rexbidv ⊢ y = p ∨ ˙ q → ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ ∃ r ∈ A p ∨ ˙ q ∈ B ∧ p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
27 r19.42v ⊢ ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ p ≠ q ∧ ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r
28 r19.42v ⊢ ∃ r ∈ A p ∨ ˙ q ∈ B ∧ p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ p ∨ ˙ q ∈ B ∧ ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
29 26 27 28 3bitr3g ⊢ y = p ∨ ˙ q → p ≠ q ∧ ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ p ∨ ˙ q ∈ B ∧ ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
30 13 29 ceqsexv ⊢ ∃ y y = p ∨ ˙ q ∧ p ≠ q ∧ ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ p ∨ ˙ q ∈ B ∧ ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
31 12 30 bitri ⊢ ∃ y ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ p ∨ ˙ q ∈ B ∧ ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
32 simpll ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A → K ∈ HL
33 simprl ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A → p ∈ A
34 simprr ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A → q ∈ A
35 1 3 4 hlatjcl ⊢ K ∈ HL ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A → p ∨ ˙ q ∈ B
36 32 33 34 35 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A → p ∨ ˙ q ∈ B
37 36 biantrurd ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A → ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ p ∨ ˙ q ∈ B ∧ ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
38 31 37 bitr4id ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B ∧ p ∈ A ∧ q ∈ A → ∃ y ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
39 38 2rexbidva ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B → ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ y ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
40 rexcom4 ⊢ ∃ q ∈ A ∃ y ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ y ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
41 40 rexbii ⊢ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ y ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ p ∈ A ∃ y ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
42 rexcom4 ⊢ ∃ p ∈ A ∃ y ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ y ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
43 41 42 bitri ⊢ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ y ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ y ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
44 39 43 bitr3di ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B → ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ ∃ y ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
45 rexcom ⊢ ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ r ∈ A ∃ q ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
46 45 rexbii ⊢ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ p ∈ A ∃ r ∈ A ∃ q ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
47 rexcom ⊢ ∃ p ∈ A ∃ r ∈ A ∃ q ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ r ∈ A ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
48 46 47 bitri ⊢ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ r ∈ A ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
49 1 3 4 6 islln2 ⊢ K ∈ HL → y ∈ LLines ⁡ K ↔ y ∈ B ∧ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
50 49 adantr ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B → y ∈ LLines ⁡ K ↔ y ∈ B ∧ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
51 50 anbi1d ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B → y ∈ LLines ⁡ K ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ y ∈ B ∧ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r
52 r19.42v ⊢ ∃ p ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ ∃ q ∈ A p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
53 r19.42v ⊢ ∃ q ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ ∃ q ∈ A p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
54 53 rexbii ⊢ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ p ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ ∃ q ∈ A p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
55 an32 ⊢ y ∈ B ∧ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
56 52 54 55 3bitr4ri ⊢ y ∈ B ∧ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
57 51 56 bitrdi ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B → y ∈ LLines ⁡ K ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
58 57 rexbidv ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B → ∃ r ∈ A y ∈ LLines ⁡ K ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ ∃ r ∈ A ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q
59 48 58 bitr4id ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B → ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ r ∈ A y ∈ LLines ⁡ K ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r
60 r19.42v ⊢ ∃ r ∈ A y ∈ LLines ⁡ K ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ y ∈ LLines ⁡ K ∧ ∃ r ∈ A ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r
61 59 60 bitrdi ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B → ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ y ∈ LLines ⁡ K ∧ ∃ r ∈ A ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r
62 61 exbidv ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B → ∃ y ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A y ∈ B ∧ ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ∧ p ≠ q ∧ y = p ∨ ˙ q ↔ ∃ y y ∈ LLines ⁡ K ∧ ∃ r ∈ A ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r
63 44 62 bitrd ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B → ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r ↔ ∃ y y ∈ LLines ⁡ K ∧ ∃ r ∈ A ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r
64 8 63 bitr4id ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B → ∃ y ∈ LLines ⁡ K ∃ r ∈ A ¬ r ≤ ˙ y ∧ X = y ∨ ˙ r ↔ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r
65 7 64 bitrd ⊢ K ∈ HL ∧ X ∈ B → X ∈ P ↔ ∃ p ∈ A ∃ q ∈ A ∃ r ∈ A p ≠ q ∧ ¬ r ≤ ˙ p ∨ ˙ q ∧ X = p ∨ ˙ q ∨ ˙ r