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Theorem 3atlem6

Description: Lemma for 3at . (Contributed by NM, 23-Jun-2012)

Ref Expression
Hypotheses 3at.l = ( le ‘ 𝐾 )
3at.j = ( join ‘ 𝐾 )
3at.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
Assertion 3atlem6 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) = ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 3at.l = ( le ‘ 𝐾 )
2 3at.j = ( join ‘ 𝐾 )
3 3at.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
4 simp11 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → 𝐾 ∈ HL )
5 simp121 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → 𝑃𝐴 )
6 simp122 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → 𝑄𝐴 )
7 simp123 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → 𝑅𝐴 )
8 2 3 hlatj32 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ) → ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) = ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑄 ) )
9 4 5 6 7 8 syl13anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) = ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑄 ) )
10 5 7 6 3jca ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ( 𝑃𝐴𝑅𝐴𝑄𝐴 ) )
11 simp13 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) )
12 simp21 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) )
13 simp22 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → 𝑃𝑄 )
14 13 necomd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → 𝑄𝑃 )
15 1 2 3 hlatexch1 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑄𝐴𝑅𝐴𝑃𝐴 ) ∧ 𝑄𝑃 ) → ( 𝑄 ( 𝑃 𝑅 ) → 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ) )
16 4 6 7 5 14 15 syl131anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ( 𝑄 ( 𝑃 𝑅 ) → 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ) )
17 12 16 mtod ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ¬ 𝑄 ( 𝑃 𝑅 ) )
18 4 hllatd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → 𝐾 ∈ Lat )
19 eqid ( Base ‘ 𝐾 ) = ( Base ‘ 𝐾 )
20 19 3 atbase ( 𝑅𝐴𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
21 7 20 syl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → 𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
22 19 3 atbase ( 𝑃𝐴𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
23 5 22 syl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → 𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
24 19 3 atbase ( 𝑄𝐴𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
25 6 24 syl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → 𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
26 19 1 2 latnlej1l ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ) → 𝑅𝑃 )
27 26 necomd ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ) → 𝑃𝑅 )
28 18 21 23 25 12 27 syl131anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → 𝑃𝑅 )
29 simp23 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → 𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) )
30 simp133 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → 𝑈𝐴 )
31 1 2 3 hlatexchb1 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑄𝐴𝑈𝐴𝑃𝐴 ) ∧ 𝑄𝑃 ) → ( 𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ↔ ( 𝑃 𝑄 ) = ( 𝑃 𝑈 ) ) )
32 4 6 30 5 14 31 syl131anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ( 𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ↔ ( 𝑃 𝑄 ) = ( 𝑃 𝑈 ) ) )
33 29 32 mpbid ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ( 𝑃 𝑄 ) = ( 𝑃 𝑈 ) )
34 33 breq2d ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ( 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ↔ 𝑅 ( 𝑃 𝑈 ) ) )
35 12 34 mtbid ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑈 ) )
36 simp3 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) )
37 9 36 eqbrtrrd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑄 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) )
38 1 2 3 3atlem5 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑅𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑄 ( 𝑃 𝑅 ) ∧ 𝑃𝑅 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑄 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑄 ) = ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) )
39 4 10 11 17 28 35 37 38 syl331anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑄 ) = ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) )
40 9 39 eqtrd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴𝑅𝐴 ) ∧ ( 𝑆𝐴𝑇𝐴𝑈𝐴 ) ) ∧ ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ 𝑃𝑄𝑄 ( 𝑃 𝑈 ) ) ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) ) → ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) = ( ( 𝑆 𝑇 ) 𝑈 ) )