Theorem cdleme 39735

Description: Lemma E in [Crawley] p. 113. If p,q are atoms not under hyperplane w, then there is a unique translation f such that f(p) = q. (Contributed by NM, 11-Apr-2013.)

Hypotheses

Ref	Expression
cdleme.l	⊢ ≤ = (le‘𝐾)
cdleme.a	⊢ 𝐴 = (Atoms‘𝐾)
cdleme.h	⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
cdleme.t	⊢ 𝑇 = ((LTrn‘𝐾)‘𝑊)

Assertion

Ref	Expression
cdleme	⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊) ∧ (𝑄 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ≤ 𝑊)) → ∃!𝑓 ∈ 𝑇 (𝑓‘𝑃) = 𝑄)

Distinct variable groups:   𝐴,𝑓   𝑓,𝐾   ≤ ,𝑓   𝑃,𝑓   𝑄,𝑓   𝑇,𝑓   𝑓,𝑊   𝑓,𝐻

Proof of Theorem cdleme

Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cdleme.l	. . 3 ⊢ ≤ = (le‘𝐾)
2		cdleme.a	. . 3 ⊢ 𝐴 = (Atoms‘𝐾)
3		cdleme.h	. . 3 ⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
4		cdleme.t	. . 3 ⊢ 𝑇 = ((LTrn‘𝐾)‘𝑊)
5	1, 2, 3, 4	cdleme50ex 39734	. 2 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊) ∧ (𝑄 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ≤ 𝑊)) → ∃𝑓 ∈ 𝑇 (𝑓‘𝑃) = 𝑄)
6		simp11 1202	. . . . 5 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊) ∧ (𝑄 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ≤ 𝑊)) ∧ (𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑧 ∈ 𝑇) ∧ ((𝑓‘𝑃) = 𝑄 ∧ (𝑧‘𝑃) = 𝑄)) → (𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
7		simp2l 1198	. . . . 5 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊) ∧ (𝑄 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ≤ 𝑊)) ∧ (𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑧 ∈ 𝑇) ∧ ((𝑓‘𝑃) = 𝑄 ∧ (𝑧‘𝑃) = 𝑄)) → 𝑓 ∈ 𝑇)
8		simp2r 1199	. . . . 5 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊) ∧ (𝑄 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ≤ 𝑊)) ∧ (𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑧 ∈ 𝑇) ∧ ((𝑓‘𝑃) = 𝑄 ∧ (𝑧‘𝑃) = 𝑄)) → 𝑧 ∈ 𝑇)
9		simp12 1203	. . . . 5 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊) ∧ (𝑄 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ≤ 𝑊)) ∧ (𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑧 ∈ 𝑇) ∧ ((𝑓‘𝑃) = 𝑄 ∧ (𝑧‘𝑃) = 𝑄)) → (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊))
10		eqtr3 2757	. . . . . 6 ⊢ (((𝑓‘𝑃) = 𝑄 ∧ (𝑧‘𝑃) = 𝑄) → (𝑓‘𝑃) = (𝑧‘𝑃))
11	10	3ad2ant3 1134	. . . . 5 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊) ∧ (𝑄 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ≤ 𝑊)) ∧ (𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑧 ∈ 𝑇) ∧ ((𝑓‘𝑃) = 𝑄 ∧ (𝑧‘𝑃) = 𝑄)) → (𝑓‘𝑃) = (𝑧‘𝑃))
12	1, 2, 3, 4	cdlemd 39382	. . . . 5 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑧 ∈ 𝑇) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊) ∧ (𝑓‘𝑃) = (𝑧‘𝑃)) → 𝑓 = 𝑧)
13	6, 7, 8, 9, 11, 12	syl311anc 1383	. . . 4 ⊢ ((((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊) ∧ (𝑄 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ≤ 𝑊)) ∧ (𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑧 ∈ 𝑇) ∧ ((𝑓‘𝑃) = 𝑄 ∧ (𝑧‘𝑃) = 𝑄)) → 𝑓 = 𝑧)
14	13	3exp 1118	. . 3 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊) ∧ (𝑄 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ≤ 𝑊)) → ((𝑓 ∈ 𝑇 ∧ 𝑧 ∈ 𝑇) → (((𝑓‘𝑃) = 𝑄 ∧ (𝑧‘𝑃) = 𝑄) → 𝑓 = 𝑧)))
15	14	ralrimivv 3197	. 2 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊) ∧ (𝑄 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ≤ 𝑊)) → ∀𝑓 ∈ 𝑇 ∀𝑧 ∈ 𝑇 (((𝑓‘𝑃) = 𝑄 ∧ (𝑧‘𝑃) = 𝑄) → 𝑓 = 𝑧))
16		fveq1 6890	. . . 4 ⊢ (𝑓 = 𝑧 → (𝑓‘𝑃) = (𝑧‘𝑃))
17	16	eqeq1d 2733	. . 3 ⊢ (𝑓 = 𝑧 → ((𝑓‘𝑃) = 𝑄 ↔ (𝑧‘𝑃) = 𝑄))
18	17	reu4 3727	. 2 ⊢ (∃!𝑓 ∈ 𝑇 (𝑓‘𝑃) = 𝑄 ↔ (∃𝑓 ∈ 𝑇 (𝑓‘𝑃) = 𝑄 ∧ ∀𝑓 ∈ 𝑇 ∀𝑧 ∈ 𝑇 (((𝑓‘𝑃) = 𝑄 ∧ (𝑧‘𝑃) = 𝑄) → 𝑓 = 𝑧)))
19	5, 15, 18	sylanbrc 582	1 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊) ∧ (𝑄 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ≤ 𝑊)) → ∃!𝑓 ∈ 𝑇 (𝑓‘𝑃) = 𝑄)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2105  ∀wral 3060  ∃wrex 3069  ∃!wreu 3373   class class class wbr 5148  ‘cfv 6543  lecple 17209  Atomscatm 38437  HLchlt 38524  LHypclh 39159  LTrncltrn 39276

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7728  ax-riotaBAD 38127

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-id 5574  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-1st 7978  df-2nd 7979  df-undef 8261  df-map 8825  df-proset 18253  df-poset 18271  df-plt 18288  df-lub 18304  df-glb 18305  df-join 18306  df-meet 18307  df-p0 18383  df-p1 18384  df-lat 18390  df-clat 18457  df-oposet 38350  df-ol 38352  df-oml 38353  df-covers 38440  df-ats 38441  df-atl 38472  df-cvlat 38496  df-hlat 38525  df-llines 38673  df-lplanes 38674  df-lvols 38675  df-lines 38676  df-psubsp 38678  df-pmap 38679  df-padd 38971  df-lhyp 39163  df-laut 39164  df-ldil 39279  df-ltrn 39280  df-trl 39334

This theorem is referenced by:  ltrniotaval  39756  cdlemeiota  39760  cdlemksv2  40022  cdlemkuv2  40042