Theorem 2dim 39840

Description: Generate a height-3 element (2-dimensional plane) from an atom. (Contributed by NM, 3-May-2012.)

Hypotheses

Ref	Expression
2dim.j	⊢ ∨ = (join‘𝐾)
2dim.c	⊢ 𝐶 = ( ⋖ ‘𝐾)
2dim.a	⊢ 𝐴 = (Atoms‘𝐾)

Assertion

Ref	Expression
2dim	⊢ ((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → ∃𝑞 ∈ 𝐴 ∃𝑟 ∈ 𝐴 (𝑃𝐶(𝑃 ∨ 𝑞) ∧ (𝑃 ∨ 𝑞)𝐶((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)))

Distinct variable groups:   𝑟,𝑞,𝐴   ∨ ,𝑞,𝑟   𝐾,𝑞,𝑟   𝑃,𝑞,𝑟

Allowed substitution hints:   𝐶(𝑟,𝑞)

Proof of Theorem 2dim

Dummy variable 𝑠 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2dim.j	. . 3 ⊢ ∨ = (join‘𝐾)
2		eqid 2737	. . 3 ⊢ (le‘𝐾) = (le‘𝐾)
3		2dim.a	. . 3 ⊢ 𝐴 = (Atoms‘𝐾)
4	1, 2, 3	3dim1 39837	. 2 ⊢ ((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → ∃𝑞 ∈ 𝐴 ∃𝑟 ∈ 𝐴 ∃𝑠 ∈ 𝐴 (𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞) ∧ ¬ 𝑠(le‘𝐾)((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)))
5		df-3an 1089	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞) ∧ ¬ 𝑠(le‘𝐾)((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)) ↔ ((𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞)) ∧ ¬ 𝑠(le‘𝐾)((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)))
6	5	rexbii 3085	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑠 ∈ 𝐴 (𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞) ∧ ¬ 𝑠(le‘𝐾)((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)) ↔ ∃𝑠 ∈ 𝐴 ((𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞)) ∧ ¬ 𝑠(le‘𝐾)((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)))
7		r19.42v 3170	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑠 ∈ 𝐴 ((𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞)) ∧ ¬ 𝑠(le‘𝐾)((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)) ↔ ((𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞)) ∧ ∃𝑠 ∈ 𝐴 ¬ 𝑠(le‘𝐾)((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)))
8	6, 7	bitri 275	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑠 ∈ 𝐴 (𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞) ∧ ¬ 𝑠(le‘𝐾)((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)) ↔ ((𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞)) ∧ ∃𝑠 ∈ 𝐴 ¬ 𝑠(le‘𝐾)((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)))
9	8	simplbi 496	. . . . 5 ⊢ (∃𝑠 ∈ 𝐴 (𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞) ∧ ¬ 𝑠(le‘𝐾)((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)) → (𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞)))
10		simplll 775	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → 𝐾 ∈ HL)
11		hlatl 39730	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐾 ∈ HL → 𝐾 ∈ AtLat)
12	10, 11	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → 𝐾 ∈ AtLat)
13		simplr 769	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → 𝑞 ∈ 𝐴)
14		simpllr 776	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → 𝑃 ∈ 𝐴)
15	2, 3	atncmp 39682	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐾 ∈ AtLat ∧ 𝑞 ∈ 𝐴 ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → (¬ 𝑞(le‘𝐾)𝑃 ↔ 𝑞 ≠ 𝑃))
16	12, 13, 14, 15	syl3anc 1374	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → (¬ 𝑞(le‘𝐾)𝑃 ↔ 𝑞 ≠ 𝑃))
17		necom 2986	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑞 ≠ 𝑃 ↔ 𝑃 ≠ 𝑞)
18	16, 17	bitr2di 288	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → (𝑃 ≠ 𝑞 ↔ ¬ 𝑞(le‘𝐾)𝑃))
19		eqid 2737	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘𝐾) = (Base‘𝐾)
20	19, 3	atbase 39659	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑃 ∈ 𝐴 → 𝑃 ∈ (Base‘𝐾))
21	14, 20	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → 𝑃 ∈ (Base‘𝐾))
22		2dim.c	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐶 = ( ⋖ ‘𝐾)
23	19, 2, 1, 22, 3	cvr1 39780	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → (¬ 𝑞(le‘𝐾)𝑃 ↔ 𝑃𝐶(𝑃 ∨ 𝑞)))
24	10, 21, 13, 23	syl3anc 1374	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → (¬ 𝑞(le‘𝐾)𝑃 ↔ 𝑃𝐶(𝑃 ∨ 𝑞)))
25	18, 24	bitrd 279	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → (𝑃 ≠ 𝑞 ↔ 𝑃𝐶(𝑃 ∨ 𝑞)))
26	19, 1, 3	hlatjcl 39737	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → (𝑃 ∨ 𝑞) ∈ (Base‘𝐾))
27	10, 14, 13, 26	syl3anc 1374	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → (𝑃 ∨ 𝑞) ∈ (Base‘𝐾))
28		simpr 484	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → 𝑟 ∈ 𝐴)
29	19, 2, 1, 22, 3	cvr1 39780	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐾 ∈ HL ∧ (𝑃 ∨ 𝑞) ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → (¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞) ↔ (𝑃 ∨ 𝑞)𝐶((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)))
30	10, 27, 28, 29	syl3anc 1374	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → (¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞) ↔ (𝑃 ∨ 𝑞)𝐶((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)))
31	25, 30	anbi12d 633	. . . . 5 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → ((𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞)) ↔ (𝑃𝐶(𝑃 ∨ 𝑞) ∧ (𝑃 ∨ 𝑞)𝐶((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟))))
32	9, 31	imbitrid 244	. . . 4 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) ∧ 𝑟 ∈ 𝐴) → (∃𝑠 ∈ 𝐴 (𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞) ∧ ¬ 𝑠(le‘𝐾)((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)) → (𝑃𝐶(𝑃 ∨ 𝑞) ∧ (𝑃 ∨ 𝑞)𝐶((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟))))
33	32	reximdva 3151	. . 3 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → (∃𝑟 ∈ 𝐴 ∃𝑠 ∈ 𝐴 (𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞) ∧ ¬ 𝑠(le‘𝐾)((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)) → ∃𝑟 ∈ 𝐴 (𝑃𝐶(𝑃 ∨ 𝑞) ∧ (𝑃 ∨ 𝑞)𝐶((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟))))
34	33	reximdva 3151	. 2 ⊢ ((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → (∃𝑞 ∈ 𝐴 ∃𝑟 ∈ 𝐴 ∃𝑠 ∈ 𝐴 (𝑃 ≠ 𝑞 ∧ ¬ 𝑟(le‘𝐾)(𝑃 ∨ 𝑞) ∧ ¬ 𝑠(le‘𝐾)((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)) → ∃𝑞 ∈ 𝐴 ∃𝑟 ∈ 𝐴 (𝑃𝐶(𝑃 ∨ 𝑞) ∧ (𝑃 ∨ 𝑞)𝐶((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟))))
35	4, 34	mpd 15	1 ⊢ ((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑃 ∈ 𝐴) → ∃𝑞 ∈ 𝐴 ∃𝑟 ∈ 𝐴 (𝑃𝐶(𝑃 ∨ 𝑞) ∧ (𝑃 ∨ 𝑞)𝐶((𝑃 ∨ 𝑞) ∨ 𝑟)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933  ∃wrex 3062   class class class wbr 5100  ‘cfv 6500  (class class class)co 7368  Basecbs 17148  lecple 17196  joincjn 18246   ⋖ ccvr 39632  Atomscatm 39633  AtLatcal 39634  HLchlt 39720

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-id 5527  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-proset 18229  df-poset 18248  df-plt 18263  df-lub 18279  df-glb 18280  df-join 18281  df-meet 18282  df-p0 18358  df-p1 18359  df-lat 18367  df-clat 18434  df-oposet 39546  df-ol 39548  df-oml 39549  df-covers 39636  df-ats 39637  df-atl 39668  df-cvlat 39692  df-hlat 39721

This theorem is referenced by:  1dimN  39841  1cvratex  39843