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Theorem lvoli2

Description: The join of 4 different atoms is a lattice volume. (Contributed by NM, 8-Jul-2012)

Ref Expression
Hypotheses lvoli2.l = ( le ‘ 𝐾 )
lvoli2.j = ( join ‘ 𝐾 )
lvoli2.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
lvoli2.v 𝑉 = ( LVols ‘ 𝐾 )
Assertion lvoli2 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ∈ 𝑉 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lvoli2.l = ( le ‘ 𝐾 )
2 lvoli2.j = ( join ‘ 𝐾 )
3 lvoli2.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
4 lvoli2.v 𝑉 = ( LVols ‘ 𝐾 )
5 simp12 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑃𝐴 )
6 simp13 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑄𝐴 )
7 simp3 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) )
8 eqidd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) )
9 neeq1 ( 𝑝 = 𝑃 → ( 𝑝𝑞𝑃𝑞 ) )
10 oveq1 ( 𝑝 = 𝑃 → ( 𝑝 𝑞 ) = ( 𝑃 𝑞 ) )
11 10 breq2d ( 𝑝 = 𝑃 → ( 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ↔ 𝑅 ( 𝑃 𝑞 ) ) )
12 11 notbid ( 𝑝 = 𝑃 → ( ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ↔ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑞 ) ) )
13 10 oveq1d ( 𝑝 = 𝑃 → ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) = ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) )
14 13 breq2d ( 𝑝 = 𝑃 → ( 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ↔ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) ) )
15 14 notbid ( 𝑝 = 𝑃 → ( ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ↔ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) ) )
16 9 12 15 3anbi123d ( 𝑝 = 𝑃 → ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ↔ ( 𝑃𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) ) ) )
17 13 oveq1d ( 𝑝 = 𝑃 → ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) )
18 17 eqeq2d ( 𝑝 = 𝑃 → ( ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ↔ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) )
19 16 18 anbi12d ( 𝑝 = 𝑃 → ( ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) ↔ ( ( 𝑃𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) ) )
20 neeq2 ( 𝑞 = 𝑄 → ( 𝑃𝑞𝑃𝑄 ) )
21 oveq2 ( 𝑞 = 𝑄 → ( 𝑃 𝑞 ) = ( 𝑃 𝑄 ) )
22 21 breq2d ( 𝑞 = 𝑄 → ( 𝑅 ( 𝑃 𝑞 ) ↔ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ) )
23 22 notbid ( 𝑞 = 𝑄 → ( ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑞 ) ↔ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ) )
24 21 oveq1d ( 𝑞 = 𝑄 → ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) = ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) )
25 24 breq2d ( 𝑞 = 𝑄 → ( 𝑆 ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) ↔ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) )
26 25 notbid ( 𝑞 = 𝑄 → ( ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) ↔ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) )
27 20 23 26 3anbi123d ( 𝑞 = 𝑄 → ( ( 𝑃𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) ) ↔ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) )
28 24 oveq1d ( 𝑞 = 𝑄 → ( ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) )
29 28 eqeq2d ( 𝑞 = 𝑄 → ( ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ↔ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) )
30 27 29 anbi12d ( 𝑞 = 𝑄 → ( ( ( 𝑃𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑃 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) ↔ ( ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) ) )
31 19 30 rspc2ev ( ( 𝑃𝐴𝑄𝐴 ∧ ( ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) ) → ∃ 𝑝𝐴𝑞𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) )
32 5 6 7 8 31 syl112anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ∃ 𝑝𝐴𝑞𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) )
33 32 3exp ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) → ( ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) → ( ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) → ∃ 𝑝𝐴𝑞𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) ) ) )
34 simplrl ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) ) → 𝑅𝐴 )
35 simplrr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) ) → 𝑆𝐴 )
36 simpr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) ) → ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) )
37 breq1 ( 𝑟 = 𝑅 → ( 𝑟 ( 𝑝 𝑞 ) ↔ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ) )
38 37 notbid ( 𝑟 = 𝑅 → ( ¬ 𝑟 ( 𝑝 𝑞 ) ↔ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ) )
39 oveq2 ( 𝑟 = 𝑅 → ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) = ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) )
40 39 breq2d ( 𝑟 = 𝑅 → ( 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) ↔ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) )
41 40 notbid ( 𝑟 = 𝑅 → ( ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) ↔ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) )
42 38 41 3anbi23d ( 𝑟 = 𝑅 → ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑟 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) ) ↔ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ) )
43 39 oveq1d ( 𝑟 = 𝑅 → ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) 𝑠 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑠 ) )
44 43 eqeq2d ( 𝑟 = 𝑅 → ( ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) 𝑠 ) ↔ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑠 ) ) )
45 42 44 anbi12d ( 𝑟 = 𝑅 → ( ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑟 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) 𝑠 ) ) ↔ ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑠 ) ) ) )
46 breq1 ( 𝑠 = 𝑆 → ( 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ↔ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) )
47 46 notbid ( 𝑠 = 𝑆 → ( ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ↔ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) )
48 47 3anbi3d ( 𝑠 = 𝑆 → ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ↔ ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ) )
49 oveq2 ( 𝑠 = 𝑆 → ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑠 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) )
50 49 eqeq2d ( 𝑠 = 𝑆 → ( ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑠 ) ↔ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) )
51 48 50 anbi12d ( 𝑠 = 𝑆 → ( ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑠 ) ) ↔ ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) ) )
52 45 51 rspc2ev ( ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ∧ ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) ) → ∃ 𝑟𝐴𝑠𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑟 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) 𝑠 ) ) )
53 34 35 36 52 syl3anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ) ∧ ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) ) → ∃ 𝑟𝐴𝑠𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑟 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) 𝑠 ) ) )
54 53 ex ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ) → ( ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) → ∃ 𝑟𝐴𝑠𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑟 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) 𝑠 ) ) ) )
55 54 reximdv ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ) → ( ∃ 𝑞𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) → ∃ 𝑞𝐴𝑟𝐴𝑠𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑟 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) 𝑠 ) ) ) )
56 55 reximdv ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ) → ( ∃ 𝑝𝐴𝑞𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) → ∃ 𝑝𝐴𝑞𝐴𝑟𝐴𝑠𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑟 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) 𝑠 ) ) ) )
57 56 ex ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) → ( ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) → ( ∃ 𝑝𝐴𝑞𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ) → ∃ 𝑝𝐴𝑞𝐴𝑟𝐴𝑠𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑟 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) 𝑠 ) ) ) ) )
58 33 57 syldd ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) → ( ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) → ( ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) → ∃ 𝑝𝐴𝑞𝐴𝑟𝐴𝑠𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑟 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) 𝑠 ) ) ) ) )
59 58 3imp ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ∃ 𝑝𝐴𝑞𝐴𝑟𝐴𝑠𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑟 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) 𝑠 ) ) )
60 simp11 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝐾 ∈ HL )
61 60 hllatd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝐾 ∈ Lat )
62 eqid ( Base ‘ 𝐾 ) = ( Base ‘ 𝐾 )
63 62 2 3 hlatjcl ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) → ( 𝑃 𝑄 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
64 63 3ad2ant1 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( 𝑃 𝑄 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
65 simp2l ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑅𝐴 )
66 62 3 atbase ( 𝑅𝐴𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
67 65 66 syl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
68 62 2 latjcl ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( 𝑃 𝑄 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑅 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
69 61 64 67 68 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
70 simp2r ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑆𝐴 )
71 62 3 atbase ( 𝑆𝐴𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
72 70 71 syl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
73 62 2 latjcl ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ∧ 𝑆 ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
74 61 69 72 73 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) )
75 62 1 2 3 4 islvol5 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ∈ ( Base ‘ 𝐾 ) ) → ( ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ∈ 𝑉 ↔ ∃ 𝑝𝐴𝑞𝐴𝑟𝐴𝑠𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑟 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) 𝑠 ) ) ) )
76 60 74 75 syl2anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ∈ 𝑉 ↔ ∃ 𝑝𝐴𝑞𝐴𝑟𝐴𝑠𝐴 ( ( 𝑝𝑞 ∧ ¬ 𝑟 ( 𝑝 𝑞 ) ∧ ¬ 𝑠 ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) ) ∧ ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) = ( ( ( 𝑝 𝑞 ) 𝑟 ) 𝑠 ) ) ) )
77 59 76 mpbird ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃𝐴𝑄𝐴 ) ∧ ( 𝑅𝐴𝑆𝐴 ) ∧ ( 𝑃𝑄 ∧ ¬ 𝑅 ( 𝑃 𝑄 ) ∧ ¬ 𝑆 ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) ) ) → ( ( ( 𝑃 𝑄 ) 𝑅 ) 𝑆 ) ∈ 𝑉 )