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Theorem hlmod1i

Description: A version of the modular law pmod1i that holds in a Hilbert lattice. (Contributed by NM, 13-May-2012)

Ref Expression
Hypotheses hlmod.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝐾 )
hlmod.l = ( le ‘ 𝐾 )
hlmod.j = ( join ‘ 𝐾 )
hlmod.m = ( meet ‘ 𝐾 )
hlmod.f 𝐹 = ( pmap ‘ 𝐾 )
hlmod.p + = ( +𝑃𝐾 )
Assertion hlmod1i ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ) → ( ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) → ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) = ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hlmod.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝐾 )
2 hlmod.l = ( le ‘ 𝐾 )
3 hlmod.j = ( join ‘ 𝐾 )
4 hlmod.m = ( meet ‘ 𝐾 )
5 hlmod.f 𝐹 = ( pmap ‘ 𝐾 )
6 hlmod.p + = ( +𝑃𝐾 )
7 hllat ( 𝐾 ∈ HL → 𝐾 ∈ Lat )
8 7 3ad2ant1 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → 𝐾 ∈ Lat )
9 simp21 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → 𝑋𝐵 )
10 simp22 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → 𝑌𝐵 )
11 1 3 latjcl ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵 ) → ( 𝑋 𝑌 ) ∈ 𝐵 )
12 8 9 10 11 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝑋 𝑌 ) ∈ 𝐵 )
13 simp23 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → 𝑍𝐵 )
14 1 4 latmcl ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑋 𝑌 ) ∈ 𝐵𝑍𝐵 ) → ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) ∈ 𝐵 )
15 8 12 13 14 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) ∈ 𝐵 )
16 1 4 latmcl ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑌𝐵𝑍𝐵 ) → ( 𝑌 𝑍 ) ∈ 𝐵 )
17 8 10 13 16 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝑌 𝑍 ) ∈ 𝐵 )
18 1 3 latjcl ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐵 ∧ ( 𝑌 𝑍 ) ∈ 𝐵 ) → ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ∈ 𝐵 )
19 8 9 17 18 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ∈ 𝐵 )
20 simp1 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → 𝐾 ∈ HL )
21 eqid ( Atoms ‘ 𝐾 ) = ( Atoms ‘ 𝐾 )
22 1 21 5 pmapssat ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵 ) → ( 𝐹𝑋 ) ⊆ ( Atoms ‘ 𝐾 ) )
23 20 9 22 syl2anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝐹𝑋 ) ⊆ ( Atoms ‘ 𝐾 ) )
24 1 21 5 pmapssat ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑌𝐵 ) → ( 𝐹𝑌 ) ⊆ ( Atoms ‘ 𝐾 ) )
25 20 10 24 syl2anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝐹𝑌 ) ⊆ ( Atoms ‘ 𝐾 ) )
26 eqid ( PSubSp ‘ 𝐾 ) = ( PSubSp ‘ 𝐾 )
27 1 26 5 pmapsub ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑍𝐵 ) → ( 𝐹𝑍 ) ∈ ( PSubSp ‘ 𝐾 ) )
28 8 13 27 syl2anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝐹𝑍 ) ∈ ( PSubSp ‘ 𝐾 ) )
29 simp3l ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → 𝑋 𝑍 )
30 1 2 5 pmaple ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐵𝑍𝐵 ) → ( 𝑋 𝑍 ↔ ( 𝐹𝑋 ) ⊆ ( 𝐹𝑍 ) ) )
31 20 9 13 30 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝑋 𝑍 ↔ ( 𝐹𝑋 ) ⊆ ( 𝐹𝑍 ) ) )
32 29 31 mpbid ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝐹𝑋 ) ⊆ ( 𝐹𝑍 ) )
33 21 26 6 pmod1i ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( ( 𝐹𝑋 ) ⊆ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ∧ ( 𝐹𝑌 ) ⊆ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ∧ ( 𝐹𝑍 ) ∈ ( PSubSp ‘ 𝐾 ) ) ) → ( ( 𝐹𝑋 ) ⊆ ( 𝐹𝑍 ) → ( ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ∩ ( 𝐹𝑍 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( ( 𝐹𝑌 ) ∩ ( 𝐹𝑍 ) ) ) ) )
34 33 3impia ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( ( 𝐹𝑋 ) ⊆ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ∧ ( 𝐹𝑌 ) ⊆ ( Atoms ‘ 𝐾 ) ∧ ( 𝐹𝑍 ) ∈ ( PSubSp ‘ 𝐾 ) ) ∧ ( 𝐹𝑋 ) ⊆ ( 𝐹𝑍 ) ) → ( ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ∩ ( 𝐹𝑍 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( ( 𝐹𝑌 ) ∩ ( 𝐹𝑍 ) ) ) )
35 20 23 25 28 32 34 syl131anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ∩ ( 𝐹𝑍 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( ( 𝐹𝑌 ) ∩ ( 𝐹𝑍 ) ) ) )
36 1 4 21 5 pmapmeet ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋 𝑌 ) ∈ 𝐵𝑍𝐵 ) → ( 𝐹 ‘ ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) ) = ( ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) ∩ ( 𝐹𝑍 ) ) )
37 20 12 13 36 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝐹 ‘ ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) ) = ( ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) ∩ ( 𝐹𝑍 ) ) )
38 simp3r ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) )
39 38 ineq1d ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) ∩ ( 𝐹𝑍 ) ) = ( ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ∩ ( 𝐹𝑍 ) ) )
40 37 39 eqtrd ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝐹 ‘ ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) ) = ( ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ∩ ( 𝐹𝑍 ) ) )
41 1 4 21 5 pmapmeet ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑌𝐵𝑍𝐵 ) → ( 𝐹 ‘ ( 𝑌 𝑍 ) ) = ( ( 𝐹𝑌 ) ∩ ( 𝐹𝑍 ) ) )
42 20 10 13 41 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝐹 ‘ ( 𝑌 𝑍 ) ) = ( ( 𝐹𝑌 ) ∩ ( 𝐹𝑍 ) ) )
43 42 oveq2d ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹 ‘ ( 𝑌 𝑍 ) ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( ( 𝐹𝑌 ) ∩ ( 𝐹𝑍 ) ) ) )
44 35 40 43 3eqtr4d ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝐹 ‘ ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹 ‘ ( 𝑌 𝑍 ) ) ) )
45 1 3 5 6 pmapjoin ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐵 ∧ ( 𝑌 𝑍 ) ∈ 𝐵 ) → ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹 ‘ ( 𝑌 𝑍 ) ) ) ⊆ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ) )
46 8 9 17 45 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹 ‘ ( 𝑌 𝑍 ) ) ) ⊆ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ) )
47 44 46 eqsstrd ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝐹 ‘ ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) ) ⊆ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ) )
48 1 2 5 pmaple ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) ∈ 𝐵 ∧ ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ∈ 𝐵 ) → ( ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ↔ ( 𝐹 ‘ ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) ) ⊆ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ) ) )
49 20 15 19 48 syl3anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ↔ ( 𝐹 ‘ ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) ) ⊆ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ) ) )
50 47 49 mpbird ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) )
51 1 2 3 4 mod1ile ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ) → ( 𝑋 𝑍 → ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) ) )
52 51 3impia ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ 𝑋 𝑍 ) → ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) )
53 8 9 10 13 29 52 syl131anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) )
54 1 2 8 15 19 50 53 latasymd ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ∧ ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) ) → ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) = ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) )
55 54 3expia ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐵𝑌𝐵𝑍𝐵 ) ) → ( ( 𝑋 𝑍 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝑋 𝑌 ) ) = ( ( 𝐹𝑋 ) + ( 𝐹𝑌 ) ) ) → ( ( 𝑋 𝑌 ) 𝑍 ) = ( 𝑋 ( 𝑌 𝑍 ) ) ) )