Metamath Proof Explorer


Theorem pmodlem2

Description: Lemma for pmod1i . (Contributed by NM, 9-Mar-2012)

Ref Expression
Hypotheses pmodlem.l = ( le ‘ 𝐾 )
pmodlem.j = ( join ‘ 𝐾 )
pmodlem.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
pmodlem.s 𝑆 = ( PSubSp ‘ 𝐾 )
pmodlem.p + = ( +𝑃𝐾 )
Assertion pmodlem2 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) ⊆ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pmodlem.l = ( le ‘ 𝐾 )
2 pmodlem.j = ( join ‘ 𝐾 )
3 pmodlem.a 𝐴 = ( Atoms ‘ 𝐾 )
4 pmodlem.s 𝑆 = ( PSubSp ‘ 𝐾 )
5 pmodlem.p + = ( +𝑃𝐾 )
6 simpr ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑋 = ∅ ) → 𝑋 = ∅ )
7 6 oveq1d ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑋 = ∅ ) → ( 𝑋 + 𝑌 ) = ( ∅ + 𝑌 ) )
8 simpl1 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑋 = ∅ ) → 𝐾 ∈ HL )
9 simpl22 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑋 = ∅ ) → 𝑌𝐴 )
10 3 5 padd02 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑌𝐴 ) → ( ∅ + 𝑌 ) = 𝑌 )
11 8 9 10 syl2anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑋 = ∅ ) → ( ∅ + 𝑌 ) = 𝑌 )
12 7 11 eqtrd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑋 = ∅ ) → ( 𝑋 + 𝑌 ) = 𝑌 )
13 12 ineq1d ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑋 = ∅ ) → ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) = ( 𝑌𝑍 ) )
14 ssinss1 ( 𝑌𝐴 → ( 𝑌𝑍 ) ⊆ 𝐴 )
15 9 14 syl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑋 = ∅ ) → ( 𝑌𝑍 ) ⊆ 𝐴 )
16 simpl21 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑋 = ∅ ) → 𝑋𝐴 )
17 3 5 sspadd2 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑌𝑍 ) ⊆ 𝐴𝑋𝐴 ) → ( 𝑌𝑍 ) ⊆ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )
18 8 15 16 17 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑋 = ∅ ) → ( 𝑌𝑍 ) ⊆ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )
19 13 18 eqsstrd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑋 = ∅ ) → ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) ⊆ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )
20 oveq2 ( 𝑌 = ∅ → ( 𝑋 + 𝑌 ) = ( 𝑋 + ∅ ) )
21 simp1 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) → 𝐾 ∈ HL )
22 simp21 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) → 𝑋𝐴 )
23 3 5 padd01 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐴 ) → ( 𝑋 + ∅ ) = 𝑋 )
24 21 22 23 syl2anc ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( 𝑋 + ∅ ) = 𝑋 )
25 20 24 sylan9eqr ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑌 = ∅ ) → ( 𝑋 + 𝑌 ) = 𝑋 )
26 25 ineq1d ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑌 = ∅ ) → ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) = ( 𝑋𝑍 ) )
27 inss1 ( 𝑋𝑍 ) ⊆ 𝑋
28 simpl1 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑌 = ∅ ) → 𝐾 ∈ HL )
29 simpl21 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑌 = ∅ ) → 𝑋𝐴 )
30 simpl22 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑌 = ∅ ) → 𝑌𝐴 )
31 30 14 syl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑌 = ∅ ) → ( 𝑌𝑍 ) ⊆ 𝐴 )
32 3 5 sspadd1 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐴 ∧ ( 𝑌𝑍 ) ⊆ 𝐴 ) → 𝑋 ⊆ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )
33 28 29 31 32 syl3anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑌 = ∅ ) → 𝑋 ⊆ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )
34 27 33 sstrid ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑌 = ∅ ) → ( 𝑋𝑍 ) ⊆ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )
35 26 34 eqsstrd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑌 = ∅ ) → ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) ⊆ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )
36 elin ( 𝑝 ∈ ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) ↔ ( 𝑝 ∈ ( 𝑋 + 𝑌 ) ∧ 𝑝𝑍 ) )
37 simpl1 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) ∧ 𝑝𝑍 ) ) → 𝐾 ∈ HL )
38 37 hllatd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) ∧ 𝑝𝑍 ) ) → 𝐾 ∈ Lat )
39 simpl21 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) ∧ 𝑝𝑍 ) ) → 𝑋𝐴 )
40 simpl22 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) ∧ 𝑝𝑍 ) ) → 𝑌𝐴 )
41 simprl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) ∧ 𝑝𝑍 ) ) → ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) )
42 1 2 3 5 elpaddn0 ( ( ( 𝐾 ∈ Lat ∧ 𝑋𝐴𝑌𝐴 ) ∧ ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) ) → ( 𝑝 ∈ ( 𝑋 + 𝑌 ) ↔ ( 𝑝𝐴 ∧ ∃ 𝑞𝑋𝑟𝑌 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) ) )
43 38 39 40 41 42 syl31anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) ∧ 𝑝𝑍 ) ) → ( 𝑝 ∈ ( 𝑋 + 𝑌 ) ↔ ( 𝑝𝐴 ∧ ∃ 𝑞𝑋𝑟𝑌 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) ) )
44 simpl1 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( 𝑝𝑍 ∧ ( 𝑞𝑋𝑟𝑌 ) ∧ 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) ) → 𝐾 ∈ HL )
45 simpl21 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( 𝑝𝑍 ∧ ( 𝑞𝑋𝑟𝑌 ) ∧ 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) ) → 𝑋𝐴 )
46 simpl22 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( 𝑝𝑍 ∧ ( 𝑞𝑋𝑟𝑌 ) ∧ 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) ) → 𝑌𝐴 )
47 simpl23 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( 𝑝𝑍 ∧ ( 𝑞𝑋𝑟𝑌 ) ∧ 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) ) → 𝑍𝑆 )
48 simpl3 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( 𝑝𝑍 ∧ ( 𝑞𝑋𝑟𝑌 ) ∧ 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) ) → 𝑋𝑍 )
49 simpr1 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( 𝑝𝑍 ∧ ( 𝑞𝑋𝑟𝑌 ) ∧ 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) ) → 𝑝𝑍 )
50 simpr2l ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( 𝑝𝑍 ∧ ( 𝑞𝑋𝑟𝑌 ) ∧ 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) ) → 𝑞𝑋 )
51 simpr2r ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( 𝑝𝑍 ∧ ( 𝑞𝑋𝑟𝑌 ) ∧ 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) ) → 𝑟𝑌 )
52 simpr3 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( 𝑝𝑍 ∧ ( 𝑞𝑋𝑟𝑌 ) ∧ 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) ) → 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) )
53 1 2 3 4 5 pmodlem1 ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑋𝐴𝑌𝐴 ) ∧ ( 𝑍𝑆𝑋𝑍𝑝𝑍 ) ∧ ( 𝑞𝑋𝑟𝑌𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) ) → 𝑝 ∈ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )
54 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 syl333anc ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( 𝑝𝑍 ∧ ( 𝑞𝑋𝑟𝑌 ) ∧ 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) ) → 𝑝 ∈ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )
55 54 3exp2 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( 𝑝𝑍 → ( ( 𝑞𝑋𝑟𝑌 ) → ( 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) → 𝑝 ∈ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ) ) ) )
56 55 imp ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑝𝑍 ) → ( ( 𝑞𝑋𝑟𝑌 ) → ( 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) → 𝑝 ∈ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ) ) )
57 56 rexlimdvv ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑝𝑍 ) → ( ∃ 𝑞𝑋𝑟𝑌 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) → 𝑝 ∈ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ) )
58 57 adantld ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ 𝑝𝑍 ) → ( ( 𝑝𝐴 ∧ ∃ 𝑞𝑋𝑟𝑌 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) → 𝑝 ∈ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ) )
59 58 adantrl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) ∧ 𝑝𝑍 ) ) → ( ( 𝑝𝐴 ∧ ∃ 𝑞𝑋𝑟𝑌 𝑝 ( 𝑞 𝑟 ) ) → 𝑝 ∈ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ) )
60 43 59 sylbid ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) ∧ 𝑝𝑍 ) ) → ( 𝑝 ∈ ( 𝑋 + 𝑌 ) → 𝑝 ∈ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ) )
61 60 exp32 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) → ( 𝑝𝑍 → ( 𝑝 ∈ ( 𝑋 + 𝑌 ) → 𝑝 ∈ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ) ) ) )
62 61 com34 ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) → ( 𝑝 ∈ ( 𝑋 + 𝑌 ) → ( 𝑝𝑍𝑝 ∈ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ) ) ) )
63 62 imp4b ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) ) → ( ( 𝑝 ∈ ( 𝑋 + 𝑌 ) ∧ 𝑝𝑍 ) → 𝑝 ∈ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ) )
64 36 63 syl5bi ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) ) → ( 𝑝 ∈ ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) → 𝑝 ∈ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) ) )
65 64 ssrdv ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) ∧ ( 𝑋 ≠ ∅ ∧ 𝑌 ≠ ∅ ) ) → ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) ⊆ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )
66 19 35 65 pm2.61da2ne ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ ( 𝑋𝐴𝑌𝐴𝑍𝑆 ) ∧ 𝑋𝑍 ) → ( ( 𝑋 + 𝑌 ) ∩ 𝑍 ) ⊆ ( 𝑋 + ( 𝑌𝑍 ) ) )