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Theorem cdleme3b

Description: Part of proof of Lemma E in Crawley p. 113. Lemma leading to cdleme3fa and cdleme3 . (Contributed by NM, 6-Jun-2012)

Ref Expression
Hypotheses cdleme1.l = ( le ‘ 𝐾 )
cdleme1.j = ( join ‘ 𝐾 )
cdleme1.m = ( meet ‘ 𝐾 )
cdleme1.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
cdleme1.h 𝐻 = ( LHyp ‘ 𝐾 )
cdleme1.u 𝑈 = ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑊 )
cdleme1.f 𝐹 = ( ( 𝑅 𝑈 ) ( 𝑄 ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑊 ) ) )
Assertion cdleme3b ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝐹𝑅 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cdleme1.l = ( le ‘ 𝐾 )
2 cdleme1.j = ( join ‘ 𝐾 )
3 cdleme1.m = ( meet ‘ 𝐾 )
4 cdleme1.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
5 cdleme1.h 𝐻 = ( LHyp ‘ 𝐾 )
6 cdleme1.u 𝑈 = ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑊 )
7 cdleme1.f 𝐹 = ( ( 𝑅 𝑈 ) ( 𝑄 ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑊 ) ) )
8 simpll ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝐾 ∈ HL )
9 simpr3l ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑅𝐴 )
10 eqid ( Base ‘ 𝐾 ) = ( Base ‘ 𝐾 )
11 10 4 atbase ( 𝑅𝐴𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
12 9 11 syl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
13 hllat ( 𝐾 ∈ HL → 𝐾 ∈ Lat )
14 13 ad2antrr ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝐾 ∈ Lat )
15 1 2 3 4 5 6 lhpat2 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ) → 𝑈𝐴 )
16 15 3adant3r3 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑈𝐴 )
17 10 4 atbase ( 𝑈𝐴𝑈 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
18 16 17 syl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑈 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
19 10 2 latjcl ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑈 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( 𝑅 𝑈 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
20 14 12 18 19 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( 𝑅 𝑈 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
21 simpr2l ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑄𝐴 )
22 10 4 atbase ( 𝑄𝐴𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
23 21 22 syl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
24 simpr1l ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑃𝐴 )
25 10 4 atbase ( 𝑃𝐴𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
26 24 25 syl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
27 10 2 latjcl ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( 𝑃 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
28 14 26 12 27 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( 𝑃 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
29 10 5 lhpbase ( 𝑊𝐻𝑊 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
30 29 ad2antlr ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑊 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
31 10 3 latmcl ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑃 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑊 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑊 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
32 14 28 30 31 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑊 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
33 10 2 latjcl ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑊 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( 𝑄 ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑊 ) ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
34 14 23 32 33 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( 𝑄 ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑊 ) ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
35 10 3 latmcl ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑅 𝑈 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ ( 𝑄 ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑊 ) ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( ( 𝑅 𝑈 ) ( 𝑄 ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑊 ) ) ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
36 14 20 34 35 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( ( 𝑅 𝑈 ) ( 𝑄 ( ( 𝑃 𝑅 ) 𝑊 ) ) ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
37 7 36 eqeltrid ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝐹 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
38 10 2 latjcl ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝐹 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( 𝑅 𝐹 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
39 14 12 37 38 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( 𝑅 𝐹 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
40 10 2 latjcl ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑃 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑄 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( 𝑃 𝑄 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
41 14 26 23 40 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( 𝑃 𝑄 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
42 10 1 3 latmle2 ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑃 𝑄 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑊 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑊 ) 𝑊 )
43 14 41 30 42 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑊 ) 𝑊 )
44 6 43 eqbrtrid ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑈 𝑊 )
45 simpr3r ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ¬ 𝑅 𝑊 )
46 nbrne2 ( ( 𝑈 𝑊 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) → 𝑈𝑅 )
47 44 45 46 syl2anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑈𝑅 )
48 47 necomd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑅𝑈 )
49 eqid ( ⋖ ‘ 𝐾 ) = ( ⋖ ‘ 𝐾 )
50 2 49 4 atcvr1 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑅𝐴𝑈𝐴 ) → ( 𝑅𝑈𝑅 ( ⋖ ‘ 𝐾 ) ( 𝑅 𝑈 ) ) )
51 8 9 16 50 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( 𝑅𝑈𝑅 ( ⋖ ‘ 𝐾 ) ( 𝑅 𝑈 ) ) )
52 48 51 mpbid ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑅 ( ⋖ ‘ 𝐾 ) ( 𝑅 𝑈 ) )
53 simpr3 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) )
54 24 21 53 3jca ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( 𝑃𝐴𝑄𝐴 ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) )
55 1 2 3 4 5 6 7 cdleme1 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑃𝐴𝑄𝐴 ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( 𝑅 𝐹 ) = ( 𝑅 𝑈 ) )
56 54 55 syldan ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( 𝑅 𝐹 ) = ( 𝑅 𝑈 ) )
57 52 56 breqtrrd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑅 ( ⋖ ‘ 𝐾 ) ( 𝑅 𝐹 ) )
58 10 49 cvrne ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ ( 𝑅 𝐹 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) ∧ 𝑅 ( ⋖ ‘ 𝐾 ) ( 𝑅 𝐹 ) ) → 𝑅 ≠ ( 𝑅 𝐹 ) )
59 8 12 39 57 58 syl31anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝑅 ≠ ( 𝑅 𝐹 ) )
60 oveq2 ( 𝐹 = 𝑅 → ( 𝑅 𝐹 ) = ( 𝑅 𝑅 ) )
61 60 adantl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) ∧ 𝐹 = 𝑅 ) → ( 𝑅 𝐹 ) = ( 𝑅 𝑅 ) )
62 2 4 hlatjidm ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑅𝐴 ) → ( 𝑅 𝑅 ) = 𝑅 )
63 8 9 62 syl2anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( 𝑅 𝑅 ) = 𝑅 )
64 63 adantr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) ∧ 𝐹 = 𝑅 ) → ( 𝑅 𝑅 ) = 𝑅 )
65 61 64 eqtr2d ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) ∧ 𝐹 = 𝑅 ) → 𝑅 = ( 𝑅 𝐹 ) )
66 65 ex ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( 𝐹 = 𝑅𝑅 = ( 𝑅 𝐹 ) ) )
67 66 necon3d ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → ( 𝑅 ≠ ( 𝑅 𝐹 ) → 𝐹𝑅 ) )
68 59 67 mpd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( ( 𝑃𝐴 ∧ ¬ 𝑃 𝑊 ) ∧ ( 𝑄𝐴𝑃𝑄 ) ∧ ( 𝑅𝐴 ∧ ¬ 𝑅 𝑊 ) ) ) → 𝐹𝑅 )