HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  chirredi Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem chirredi 29709
Description: The Hilbert lattice is irreducible: any element that commutes with all elements must be zero or one. Theorem 14.8.4 of [BeltramettiCassinelli] p. 166. (Contributed by NM, 15-Jun-2006.) (New usage is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
chirred.1 𝐴C
chirred.2 (𝑥C𝐴 𝐶 𝑥)
Assertion
Ref Expression
chirredi (𝐴 = 0𝐴 = ℋ)
Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Proof of Theorem chirredi
Dummy variables 𝑞 𝑝 𝑟 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2765 . . 3 0 = 0
2 ioran 1006 . . . . 5 (¬ (𝐴 = 0 ∨ (⊥‘𝐴) = 0) ↔ (¬ 𝐴 = 0 ∧ ¬ (⊥‘𝐴) = 0))
3 df-ne 2938 . . . . . 6 (𝐴 ≠ 0 ↔ ¬ 𝐴 = 0)
4 df-ne 2938 . . . . . 6 ((⊥‘𝐴) ≠ 0 ↔ ¬ (⊥‘𝐴) = 0)
53, 4anbi12i 620 . . . . 5 ((𝐴 ≠ 0 ∧ (⊥‘𝐴) ≠ 0) ↔ (¬ 𝐴 = 0 ∧ ¬ (⊥‘𝐴) = 0))
62, 5bitr4i 269 . . . 4 (¬ (𝐴 = 0 ∨ (⊥‘𝐴) = 0) ↔ (𝐴 ≠ 0 ∧ (⊥‘𝐴) ≠ 0))
7 chirred.1 . . . . . . . 8 𝐴C
87hatomici 29674 . . . . . . 7 (𝐴 ≠ 0 → ∃𝑝 ∈ HAtoms 𝑝𝐴)
97choccli 28622 . . . . . . . 8 (⊥‘𝐴) ∈ C
109hatomici 29674 . . . . . . 7 ((⊥‘𝐴) ≠ 0 → ∃𝑞 ∈ HAtoms 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))
118, 10anim12i 606 . . . . . 6 ((𝐴 ≠ 0 ∧ (⊥‘𝐴) ≠ 0) → (∃𝑝 ∈ HAtoms 𝑝𝐴 ∧ ∃𝑞 ∈ HAtoms 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴)))
12 reeanv 3254 . . . . . 6 (∃𝑝 ∈ HAtoms ∃𝑞 ∈ HAtoms (𝑝𝐴𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴)) ↔ (∃𝑝 ∈ HAtoms 𝑝𝐴 ∧ ∃𝑞 ∈ HAtoms 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴)))
1311, 12sylibr 225 . . . . 5 ((𝐴 ≠ 0 ∧ (⊥‘𝐴) ≠ 0) → ∃𝑝 ∈ HAtoms ∃𝑞 ∈ HAtoms (𝑝𝐴𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴)))
14 simpll 783 . . . . . . . . . 10 (((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ (𝑞 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))) → 𝑝 ∈ HAtoms)
15 simprl 787 . . . . . . . . . 10 (((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ (𝑞 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))) → 𝑞 ∈ HAtoms)
16 atelch 29659 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑝 ∈ HAtoms → 𝑝C )
17 chsscon3 28815 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑝C𝐴C ) → (𝑝𝐴 ↔ (⊥‘𝐴) ⊆ (⊥‘𝑝)))
1816, 7, 17sylancl 580 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑝 ∈ HAtoms → (𝑝𝐴 ↔ (⊥‘𝐴) ⊆ (⊥‘𝑝)))
1918biimpa 468 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) → (⊥‘𝐴) ⊆ (⊥‘𝑝))
20 sstr 3769 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴) ∧ (⊥‘𝐴) ⊆ (⊥‘𝑝)) → 𝑞 ⊆ (⊥‘𝑝))
2119, 20sylan2 586 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴) ∧ (𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴)) → 𝑞 ⊆ (⊥‘𝑝))
2221ancoms 450 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴)) → 𝑞 ⊆ (⊥‘𝑝))
23 atne0 29660 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑝 ∈ HAtoms → 𝑝 ≠ 0)
2423adantr 472 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝑝)) → 𝑝 ≠ 0)
25 sseq1 3786 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑝 = 𝑞 → (𝑝 ⊆ (⊥‘𝑝) ↔ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝑝)))
2625bicomd 214 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑝 = 𝑞 → (𝑞 ⊆ (⊥‘𝑝) ↔ 𝑝 ⊆ (⊥‘𝑝)))
27 chssoc 28811 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑝C → (𝑝 ⊆ (⊥‘𝑝) ↔ 𝑝 = 0))
2816, 27syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑝 ∈ HAtoms → (𝑝 ⊆ (⊥‘𝑝) ↔ 𝑝 = 0))
2926, 28sylan9bbr 506 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝 = 𝑞) → (𝑞 ⊆ (⊥‘𝑝) ↔ 𝑝 = 0))
3029biimpa 468 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝 = 𝑞) ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝑝)) → 𝑝 = 0)
3130an32s 642 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝑝)) ∧ 𝑝 = 𝑞) → 𝑝 = 0)
3231ex 401 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝑝)) → (𝑝 = 𝑞𝑝 = 0))
3332necon3d 2958 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝑝)) → (𝑝 ≠ 0𝑝𝑞))
3424, 33mpd 15 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝑝)) → 𝑝𝑞)
3534adantlr 706 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝑝)) → 𝑝𝑞)
3622, 35syldan 585 . . . . . . . . . . 11 (((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴)) → 𝑝𝑞)
3736adantrl 707 . . . . . . . . . 10 (((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ (𝑞 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))) → 𝑝𝑞)
38 superpos 29669 . . . . . . . . . 10 ((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝑞) → ∃𝑟 ∈ HAtoms (𝑟𝑝𝑟𝑞𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞)))
3914, 15, 37, 38syl3anc 1490 . . . . . . . . 9 (((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ (𝑞 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))) → ∃𝑟 ∈ HAtoms (𝑟𝑝𝑟𝑞𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞)))
40 df-3an 1109 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑟𝑝𝑟𝑞𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞)) ↔ ((𝑟𝑝𝑟𝑞) ∧ 𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞)))
41 neanior 3029 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑟𝑝𝑟𝑞) ↔ ¬ (𝑟 = 𝑝𝑟 = 𝑞))
4241anbi1i 617 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑟𝑝𝑟𝑞) ∧ 𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞)) ↔ (¬ (𝑟 = 𝑝𝑟 = 𝑞) ∧ 𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞)))
4340, 42bitri 266 . . . . . . . . . . 11 ((𝑟𝑝𝑟𝑞𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞)) ↔ (¬ (𝑟 = 𝑝𝑟 = 𝑞) ∧ 𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞)))
44 chirred.2 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥C𝐴 𝐶 𝑥)
457, 44chirredlem4 29708 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ (𝑞 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))) ∧ (𝑟 ∈ HAtoms ∧ 𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞))) → (𝑟 = 𝑝𝑟 = 𝑞))
4645anassrs 459 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ (𝑞 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))) ∧ 𝑟 ∈ HAtoms) ∧ 𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞)) → (𝑟 = 𝑝𝑟 = 𝑞))
4746pm2.24d 148 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ (𝑞 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))) ∧ 𝑟 ∈ HAtoms) ∧ 𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞)) → (¬ (𝑟 = 𝑝𝑟 = 𝑞) → ¬ 0 = 0))
4847ex 401 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ (𝑞 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))) ∧ 𝑟 ∈ HAtoms) → (𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞) → (¬ (𝑟 = 𝑝𝑟 = 𝑞) → ¬ 0 = 0)))
4948com23 86 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ (𝑞 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))) ∧ 𝑟 ∈ HAtoms) → (¬ (𝑟 = 𝑝𝑟 = 𝑞) → (𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞) → ¬ 0 = 0)))
5049impd 398 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ (𝑞 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))) ∧ 𝑟 ∈ HAtoms) → ((¬ (𝑟 = 𝑝𝑟 = 𝑞) ∧ 𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞)) → ¬ 0 = 0))
5143, 50syl5bi 233 . . . . . . . . . 10 ((((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ (𝑞 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))) ∧ 𝑟 ∈ HAtoms) → ((𝑟𝑝𝑟𝑞𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞)) → ¬ 0 = 0))
5251rexlimdva 3178 . . . . . . . . 9 (((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ (𝑞 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))) → (∃𝑟 ∈ HAtoms (𝑟𝑝𝑟𝑞𝑟 ⊆ (𝑝 𝑞)) → ¬ 0 = 0))
5339, 52mpd 15 . . . . . . . 8 (((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑝𝐴) ∧ (𝑞 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))) → ¬ 0 = 0)
5453an4s 650 . . . . . . 7 (((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ∈ HAtoms) ∧ (𝑝𝐴𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴))) → ¬ 0 = 0)
5554ex 401 . . . . . 6 ((𝑝 ∈ HAtoms ∧ 𝑞 ∈ HAtoms) → ((𝑝𝐴𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴)) → ¬ 0 = 0))
5655rexlimivv 3183 . . . . 5 (∃𝑝 ∈ HAtoms ∃𝑞 ∈ HAtoms (𝑝𝐴𝑞 ⊆ (⊥‘𝐴)) → ¬ 0 = 0)
5713, 56syl 17 . . . 4 ((𝐴 ≠ 0 ∧ (⊥‘𝐴) ≠ 0) → ¬ 0 = 0)
586, 57sylbi 208 . . 3 (¬ (𝐴 = 0 ∨ (⊥‘𝐴) = 0) → ¬ 0 = 0)
591, 58mt4 116 . 2 (𝐴 = 0 ∨ (⊥‘𝐴) = 0)
60 fveq2 6375 . . . 4 ((⊥‘𝐴) = 0 → (⊥‘(⊥‘𝐴)) = (⊥‘0))
617ococi 28720 . . . 4 (⊥‘(⊥‘𝐴)) = 𝐴
62 choc0 28641 . . . 4 (⊥‘0) = ℋ
6360, 61, 623eqtr3g 2822 . . 3 ((⊥‘𝐴) = 0𝐴 = ℋ)
6463orim2i 934 . 2 ((𝐴 = 0 ∨ (⊥‘𝐴) = 0) → (𝐴 = 0𝐴 = ℋ))
6559, 64ax-mp 5 1 (𝐴 = 0𝐴 = ℋ)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 197  wa 384  wo 873  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2937  wrex 3056  wss 3732   class class class wbr 4809  cfv 6068  (class class class)co 6842  chba 28232   C cch 28242  cort 28243   chj 28246  0c0h 28248   𝐶 ccm 28249  HAtomscat 28278
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4930  ax-sep 4941  ax-nul 4949  ax-pow 5001  ax-pr 5062  ax-un 7147  ax-inf2 8753  ax-cc 9510  ax-cnex 10245  ax-resscn 10246  ax-1cn 10247  ax-icn 10248  ax-addcl 10249  ax-addrcl 10250  ax-mulcl 10251  ax-mulrcl 10252  ax-mulcom 10253  ax-addass 10254  ax-mulass 10255  ax-distr 10256  ax-i2m1 10257  ax-1ne0 10258  ax-1rid 10259  ax-rnegex 10260  ax-rrecex 10261  ax-cnre 10262  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264  ax-pre-ltadd 10265  ax-pre-mulgt0 10266  ax-pre-sup 10267  ax-addf 10268  ax-mulf 10269  ax-hilex 28312  ax-hfvadd 28313  ax-hvcom 28314  ax-hvass 28315  ax-hv0cl 28316  ax-hvaddid 28317  ax-hfvmul 28318  ax-hvmulid 28319  ax-hvmulass 28320  ax-hvdistr1 28321  ax-hvdistr2 28322  ax-hvmul0 28323  ax-hfi 28392  ax-his1 28395  ax-his2 28396  ax-his3 28397  ax-his4 28398  ax-hcompl 28515
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-fal 1666  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3597  df-csb 3692  df-dif 3735  df-un 3737  df-in 3739  df-ss 3746  df-pss 3748  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-tp 4339  df-op 4341  df-uni 4595  df-int 4634  df-iun 4678  df-iin 4679  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-tr 4912  df-id 5185  df-eprel 5190  df-po 5198  df-so 5199  df-fr 5236  df-se 5237  df-we 5238  df-xp 5283  df-rel 5284  df-cnv 5285  df-co 5286  df-dm 5287  df-rn 5288  df-res 5289  df-ima 5290  df-pred 5865  df-ord 5911  df-on 5912  df-lim 5913  df-suc 5914  df-iota 6031  df-fun 6070  df-fn 6071  df-f 6072  df-f1 6073  df-fo 6074  df-f1o 6075  df-fv 6076  df-isom 6077  df-riota 6803  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-of 7095  df-om 7264  df-1st 7366  df-2nd 7367  df-supp 7498  df-wrecs 7610  df-recs 7672  df-rdg 7710  df-1o 7764  df-2o 7765  df-oadd 7768  df-omul 7769  df-er 7947  df-map 8062  df-pm 8063  df-ixp 8114  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-fin 8164  df-fsupp 8483  df-fi 8524  df-sup 8555  df-inf 8556  df-oi 8622  df-card 9016  df-acn 9019  df-cda 9243  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-sub 10522  df-neg 10523  df-div 10939  df-nn 11275  df-2 11335  df-3 11336  df-4 11337  df-5 11338  df-6 11339  df-7 11340  df-8 11341  df-9 11342  df-n0 11539  df-z 11625  df-dec 11741  df-uz 11887  df-q 11990  df-rp 12029  df-xneg 12146  df-xadd 12147  df-xmul 12148  df-ioo 12381  df-ico 12383  df-icc 12384  df-fz 12534  df-fzo 12674  df-fl 12801  df-seq 13009  df-exp 13068  df-hash 13322  df-cj 14124  df-re 14125  df-im 14126  df-sqrt 14260  df-abs 14261  df-clim 14504  df-rlim 14505  df-sum 14702  df-struct 16132  df-ndx 16133  df-slot 16134  df-base 16136  df-sets 16137  df-ress 16138  df-plusg 16227  df-mulr 16228  df-starv 16229  df-sca 16230  df-vsca 16231  df-ip 16232  df-tset 16233  df-ple 16234  df-ds 16236  df-unif 16237  df-hom 16238  df-cco 16239  df-rest 16349  df-topn 16350  df-0g 16368  df-gsum 16369  df-topgen 16370  df-pt 16371  df-prds 16374  df-xrs 16428  df-qtop 16433  df-imas 16434  df-xps 16436  df-mre 16512  df-mrc 16513  df-acs 16515  df-mgm 17508  df-sgrp 17550  df-mnd 17561  df-submnd 17602  df-mulg 17808  df-cntz 18013  df-cmn 18461  df-psmet 20011  df-xmet 20012  df-met 20013  df-bl 20014  df-mopn 20015  df-fbas 20016  df-fg 20017  df-cnfld 20020  df-top 20978  df-topon 20995  df-topsp 21017  df-bases 21030  df-cld 21103  df-ntr 21104  df-cls 21105  df-nei 21182  df-cn 21311  df-cnp 21312  df-lm 21313  df-haus 21399  df-tx 21645  df-hmeo 21838  df-fil 21929  df-fm 22021  df-flim 22022  df-flf 22023  df-xms 22404  df-ms 22405  df-tms 22406  df-cfil 23332  df-cau 23333  df-cmet 23334  df-grpo 27804  df-gid 27805  df-ginv 27806  df-gdiv 27807  df-ablo 27856  df-vc 27870  df-nv 27903  df-va 27906  df-ba 27907  df-sm 27908  df-0v 27909  df-vs 27910  df-nmcv 27911  df-ims 27912  df-dip 28012  df-ssp 28033  df-ph 28124  df-cbn 28175  df-hnorm 28281  df-hba 28282  df-hvsub 28284  df-hlim 28285  df-hcau 28286  df-sh 28520  df-ch 28534  df-oc 28565  df-ch0 28566  df-shs 28623  df-span 28624  df-chj 28625  df-chsup 28626  df-pjh 28710  df-cm 28898  df-cv 29594  df-at 29653
This theorem is referenced by:  chirred  29710
  Copyright terms: Public domain W3C validator