Theorem dalem20 40529

Description: Lemma for dath 40572. Show that a second dummy atom 𝑑 exists outside of the 𝑌 and 𝑍 planes (when those planes are equal). (Contributed by NM, 14-Aug-2012.)

Hypotheses

Ref	Expression
dalem.ph	⊢ (𝜑 ↔ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝐶 ∈ (Base‘𝐾)) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ 𝑄 ∈ 𝐴 ∧ 𝑅 ∈ 𝐴) ∧ (𝑆 ∈ 𝐴 ∧ 𝑇 ∈ 𝐴 ∧ 𝑈 ∈ 𝐴)) ∧ (𝑌 ∈ 𝑂 ∧ 𝑍 ∈ 𝑂) ∧ ((¬ 𝐶 ≤ (𝑃 ∨ 𝑄) ∧ ¬ 𝐶 ≤ (𝑄 ∨ 𝑅) ∧ ¬ 𝐶 ≤ (𝑅 ∨ 𝑃)) ∧ (¬ 𝐶 ≤ (𝑆 ∨ 𝑇) ∧ ¬ 𝐶 ≤ (𝑇 ∨ 𝑈) ∧ ¬ 𝐶 ≤ (𝑈 ∨ 𝑆)) ∧ (𝐶 ≤ (𝑃 ∨ 𝑆) ∧ 𝐶 ≤ (𝑄 ∨ 𝑇) ∧ 𝐶 ≤ (𝑅 ∨ 𝑈)))))
dalem.l	⊢ ≤ = (le‘𝐾)
dalem.j	⊢ ∨ = (join‘𝐾)
dalem.a	⊢ 𝐴 = (Atoms‘𝐾)
dalem.ps	⊢ (𝜓 ↔ ((𝑐 ∈ 𝐴 ∧ 𝑑 ∈ 𝐴) ∧ ¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑))))
dalem20.o	⊢ 𝑂 = (LPlanes‘𝐾)
dalem20.y	⊢ 𝑌 = ((𝑃 ∨ 𝑄) ∨ 𝑅)
dalem20.z	⊢ 𝑍 = ((𝑆 ∨ 𝑇) ∨ 𝑈)

Assertion

Ref	Expression
dalem20	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑌 = 𝑍) → ∃𝑐∃𝑑𝜓)

Distinct variable groups:   𝑐,𝑑,𝐴   𝐶,𝑑   𝐾,𝑑   ≤ ,𝑐,𝑑   𝑌,𝑐,𝑑   ∨ ,𝑐   𝑃,𝑐   𝑄,𝑐   𝑅,𝑐   𝑍,𝑐   𝜑,𝑐

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑑)   𝜓(𝑐, 𝑑)   𝐶(𝑐)   𝑃(𝑑)   𝑄(𝑑)   𝑅(𝑑)   𝑆(𝑐, 𝑑)   𝑇(𝑐, 𝑑)   𝑈(𝑐, 𝑑)   ∨ (𝑑)   𝐾(𝑐)   𝑂(𝑐, 𝑑)   𝑍(𝑑)

Proof of Theorem dalem20

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dalem.ph	. . . . 5 ⊢ (𝜑 ↔ (((𝐾 ∈ HL ∧ 𝐶 ∈ (Base‘𝐾)) ∧ (𝑃 ∈ 𝐴 ∧ 𝑄 ∈ 𝐴 ∧ 𝑅 ∈ 𝐴) ∧ (𝑆 ∈ 𝐴 ∧ 𝑇 ∈ 𝐴 ∧ 𝑈 ∈ 𝐴)) ∧ (𝑌 ∈ 𝑂 ∧ 𝑍 ∈ 𝑂) ∧ ((¬ 𝐶 ≤ (𝑃 ∨ 𝑄) ∧ ¬ 𝐶 ≤ (𝑄 ∨ 𝑅) ∧ ¬ 𝐶 ≤ (𝑅 ∨ 𝑃)) ∧ (¬ 𝐶 ≤ (𝑆 ∨ 𝑇) ∧ ¬ 𝐶 ≤ (𝑇 ∨ 𝑈) ∧ ¬ 𝐶 ≤ (𝑈 ∨ 𝑆)) ∧ (𝐶 ≤ (𝑃 ∨ 𝑆) ∧ 𝐶 ≤ (𝑄 ∨ 𝑇) ∧ 𝐶 ≤ (𝑅 ∨ 𝑈)))))
2		dalem.l	. . . . 5 ⊢ ≤ = (le‘𝐾)
3		dalem.j	. . . . 5 ⊢ ∨ = (join‘𝐾)
4		dalem.a	. . . . 5 ⊢ 𝐴 = (Atoms‘𝐾)
5		dalem20.y	. . . . 5 ⊢ 𝑌 = ((𝑃 ∨ 𝑄) ∨ 𝑅)
6	1, 2, 3, 4, 5	dalem18 40517	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∃𝑐 ∈ 𝐴 ¬ 𝑐 ≤ 𝑌)
7	6	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑌 = 𝑍) → ∃𝑐 ∈ 𝐴 ¬ 𝑐 ≤ 𝑌)
8		dalem20.o	. . . . . . 7 ⊢ 𝑂 = (LPlanes‘𝐾)
9		dalem20.z	. . . . . . 7 ⊢ 𝑍 = ((𝑆 ∨ 𝑇) ∨ 𝑈)
10	1, 2, 3, 4, 8, 5, 9	dalem19 40518	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑌 = 𝑍) ∧ 𝑐 ∈ 𝐴) ∧ ¬ 𝑐 ≤ 𝑌) → ∃𝑑 ∈ 𝐴 (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑)))
11	10	ex 418	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑌 = 𝑍) ∧ 𝑐 ∈ 𝐴) → (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 → ∃𝑑 ∈ 𝐴 (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑))))
12	11	ancld 560	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑌 = 𝑍) ∧ 𝑐 ∈ 𝐴) → (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 → (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ ∃𝑑 ∈ 𝐴 (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑)))))
13	12	reximdva 3180	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑌 = 𝑍) → (∃𝑐 ∈ 𝐴 ¬ 𝑐 ≤ 𝑌 → ∃𝑐 ∈ 𝐴 (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ ∃𝑑 ∈ 𝐴 (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑)))))
14	7, 13	mpd 16	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑌 = 𝑍) → ∃𝑐 ∈ 𝐴 (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ ∃𝑑 ∈ 𝐴 (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑))))
15		dalem.ps	. . . . 5 ⊢ (𝜓 ↔ ((𝑐 ∈ 𝐴 ∧ 𝑑 ∈ 𝐴) ∧ ¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑))))
16		3anass 1111	. . . . 5 ⊢ (((𝑐 ∈ 𝐴 ∧ 𝑑 ∈ 𝐴) ∧ ¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑))) ↔ ((𝑐 ∈ 𝐴 ∧ 𝑑 ∈ 𝐴) ∧ (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑)))))
17	15, 16	bitri 278	. . . 4 ⊢ (𝜓 ↔ ((𝑐 ∈ 𝐴 ∧ 𝑑 ∈ 𝐴) ∧ (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑)))))
18	17	2exbii 1882	. . 3 ⊢ (∃𝑐∃𝑑𝜓 ↔ ∃𝑐∃𝑑((𝑐 ∈ 𝐴 ∧ 𝑑 ∈ 𝐴) ∧ (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑)))))
19		r2ex 3204	. . 3 ⊢ (∃𝑐 ∈ 𝐴 ∃𝑑 ∈ 𝐴 (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑))) ↔ ∃𝑐∃𝑑((𝑐 ∈ 𝐴 ∧ 𝑑 ∈ 𝐴) ∧ (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑)))))
20		r19.42v 3199	. . . 4 ⊢ (∃𝑑 ∈ 𝐴 (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑))) ↔ (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ ∃𝑑 ∈ 𝐴 (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑))))
21	20	rexbii 3114	. . 3 ⊢ (∃𝑐 ∈ 𝐴 ∃𝑑 ∈ 𝐴 (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑))) ↔ ∃𝑐 ∈ 𝐴 (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ ∃𝑑 ∈ 𝐴 (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑))))
22	18, 19, 21	3bitr2ri 303	. 2 ⊢ (∃𝑐 ∈ 𝐴 (¬ 𝑐 ≤ 𝑌 ∧ ∃𝑑 ∈ 𝐴 (𝑑 ≠ 𝑐 ∧ ¬ 𝑑 ≤ 𝑌 ∧ 𝐶 ≤ (𝑐 ∨ 𝑑))) ↔ ∃𝑐∃𝑑𝜓)
23	14, 22	sylib 221	1 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑌 = 𝑍) → ∃𝑐∃𝑑𝜓)

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2960  ∃wrex 3091   class class class wbr 5111  ‘cfv 6540  (class class class)co 7419  Basecbs 17295  lecple 17343  joincjn 18393  Atomscatm 40099  HLchlt 40186  LPlanesclpl 40328

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-id 5558  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-proset 18376  df-poset 18395  df-plt 18410  df-lub 18426  df-glb 18427  df-join 18428  df-meet 18429  df-p0 18505  df-p1 18506  df-lat 18514  df-clat 18581  df-oposet 40012  df-ol 40014  df-oml 40015  df-covers 40102  df-ats 40103  df-atl 40134  df-cvlat 40158  df-hlat 40187  df-llines 40334  df-lplanes 40335

This theorem is used by:  dalem62  40570