Theorem cdleme 41754

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 41753	. 2 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊) ∧ (𝑄 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ≤ 𝑊)) → ∃𝑓 ∈ 𝑇 (𝑓‘𝑃) = 𝑄)
6		simp11 1222	. . . . 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 1218	. . . . 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 1219	. . . . 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 1223	. . . . 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 2782	. . . . . 6 ⊢ (((𝑓‘𝑃) = 𝑄 ∧ (𝑧‘𝑃) = 𝑄) → (𝑓‘𝑃) = (𝑧‘𝑃))
11	10	3ad2ant3 1153	. . . . 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 41401	. . . . 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 1411	. . . 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 1137	. . 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 3203	. 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 6889	. . . 4 ⊢ (𝑓 = 𝑧 → (𝑓‘𝑃) = (𝑧‘𝑃))
17	16	eqeq1d 2762	. . 3 ⊢ (𝑓 = 𝑧 → ((𝑓‘𝑃) = 𝑄 ↔ (𝑧‘𝑃) = 𝑄))
18	17	reu4 3688	. 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 595	1 ⊢ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑃 ≤ 𝑊) ∧ (𝑄 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑄 ≤ 𝑊)) → ∃!𝑓 ∈ 𝑇 (𝑓‘𝑃) = 𝑄)

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  ∃!wreu 3363   class class class wbr 5102  ‘cfv 6543  lecple 17444  Atomscatm 40457  HLchlt 40544  LHypclh 41178  LTrncltrn 41295

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7755  ax-riotaBAD 40147

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-id 5546  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-iota 6497  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7381  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-1st 8005  df-2nd 8006  df-undef 8298  df-map 8857  df-proset 18477  df-poset 18496  df-plt 18511  df-lub 18527  df-glb 18528  df-join 18529  df-meet 18530  df-p0 18606  df-p1 18607  df-lat 18615  df-clat 18682  df-oposet 40370  df-ol 40372  df-oml 40373  df-covers 40460  df-ats 40461  df-atl 40492  df-cvlat 40516  df-hlat 40545  df-llines 40692  df-lplanes 40693  df-lvols 40694  df-lines 40695  df-psubsp 40697  df-pmap 40698  df-padd 40990  df-lhyp 41182  df-laut 41183  df-ldil 41298  df-ltrn 41299  df-trl 41353

This theorem is used by:  ltrniotaval  41775  cdlemeiota  41779  cdlemksv2  42041  cdlemkuv2  42061