Theorem lrelat 38974

Description: Subspaces are relatively atomic. Remark 2 of [Kalmbach] p. 149. (chrelati 32311 analog.) (Contributed by NM, 11-Jan-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
lrelat.s	⊢ 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
lrelat.p	⊢ ⊕ = (LSSum‘𝑊)
lrelat.a	⊢ 𝐴 = (LSAtoms‘𝑊)
lrelat.w	⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ LMod)
lrelat.t	⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ 𝑆)
lrelat.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝑆)
lrelat.l	⊢ (𝜑 → 𝑇 ⊊ 𝑈)

Assertion

Ref	Expression
lrelat	⊢ (𝜑 → ∃𝑞 ∈ 𝐴 (𝑇 ⊊ (𝑇 ⊕ 𝑞) ∧ (𝑇 ⊕ 𝑞) ⊆ 𝑈))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑞   𝑆,𝑞   𝑇,𝑞   𝑈,𝑞   𝑊,𝑞   𝜑,𝑞

Allowed substitution hint:   ⊕ (𝑞)

Proof of Theorem lrelat

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lrelat.s	. . 3 ⊢ 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
2		lrelat.a	. . 3 ⊢ 𝐴 = (LSAtoms‘𝑊)
3		lrelat.w	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ LMod)
4		lrelat.t	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ 𝑆)
5		lrelat.u	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝑆)
6		lrelat.l	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ⊊ 𝑈)
7	1, 2, 3, 4, 5, 6	lpssat 38973	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑞 ∈ 𝐴 (𝑞 ⊆ 𝑈 ∧ ¬ 𝑞 ⊆ 𝑇))
8		ancom 460	. . . 4 ⊢ ((𝑞 ⊆ 𝑈 ∧ ¬ 𝑞 ⊆ 𝑇) ↔ (¬ 𝑞 ⊆ 𝑇 ∧ 𝑞 ⊆ 𝑈))
9		lrelat.p	. . . . . 6 ⊢ ⊕ = (LSSum‘𝑊)
10	3	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → 𝑊 ∈ LMod)
11	1	lsssssubg 20924	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑆 ⊆ (SubGrp‘𝑊))
12	10, 11	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → 𝑆 ⊆ (SubGrp‘𝑊))
13	4	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → 𝑇 ∈ 𝑆)
14	12, 13	sseldd 3964	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑊))
15		simpr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → 𝑞 ∈ 𝐴)
16	1, 2, 10, 15	lsatlssel 38957	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → 𝑞 ∈ 𝑆)
17	12, 16	sseldd 3964	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → 𝑞 ∈ (SubGrp‘𝑊))
18	9, 14, 17	lssnle 19660	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → (¬ 𝑞 ⊆ 𝑇 ↔ 𝑇 ⊊ (𝑇 ⊕ 𝑞)))
19	6	pssssd 4080	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ⊆ 𝑈)
20	19	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → 𝑇 ⊆ 𝑈)
21	20	biantrurd 532	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → (𝑞 ⊆ 𝑈 ↔ (𝑇 ⊆ 𝑈 ∧ 𝑞 ⊆ 𝑈)))
22	5	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → 𝑈 ∈ 𝑆)
23	12, 22	sseldd 3964	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊))
24	9	lsmlub 19650	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑊) ∧ 𝑞 ∈ (SubGrp‘𝑊) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑊)) → ((𝑇 ⊆ 𝑈 ∧ 𝑞 ⊆ 𝑈) ↔ (𝑇 ⊕ 𝑞) ⊆ 𝑈))
25	14, 17, 23, 24	syl3anc 1372	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → ((𝑇 ⊆ 𝑈 ∧ 𝑞 ⊆ 𝑈) ↔ (𝑇 ⊕ 𝑞) ⊆ 𝑈))
26	21, 25	bitrd 279	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → (𝑞 ⊆ 𝑈 ↔ (𝑇 ⊕ 𝑞) ⊆ 𝑈))
27	18, 26	anbi12d 632	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → ((¬ 𝑞 ⊆ 𝑇 ∧ 𝑞 ⊆ 𝑈) ↔ (𝑇 ⊊ (𝑇 ⊕ 𝑞) ∧ (𝑇 ⊕ 𝑞) ⊆ 𝑈)))
28	8, 27	bitrid 283	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴) → ((𝑞 ⊆ 𝑈 ∧ ¬ 𝑞 ⊆ 𝑇) ↔ (𝑇 ⊊ (𝑇 ⊕ 𝑞) ∧ (𝑇 ⊕ 𝑞) ⊆ 𝑈)))
29	28	rexbidva 3164	. 2 ⊢ (𝜑 → (∃𝑞 ∈ 𝐴 (𝑞 ⊆ 𝑈 ∧ ¬ 𝑞 ⊆ 𝑇) ↔ ∃𝑞 ∈ 𝐴 (𝑇 ⊊ (𝑇 ⊕ 𝑞) ∧ (𝑇 ⊕ 𝑞) ⊆ 𝑈)))
30	7, 29	mpbid 232	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑞 ∈ 𝐴 (𝑇 ⊊ (𝑇 ⊕ 𝑞) ∧ (𝑇 ⊕ 𝑞) ⊆ 𝑈))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1539   ∈ wcel 2107  ∃wrex 3059   ⊆ wss 3931   ⊊ wpss 3932  ‘cfv 6541  (class class class)co 7413  SubGrpcsubg 19107  LSSumclsm 19620  LModclmod 20826  LSubSpclss 20897  LSAtomsclsa 38934

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2706  ax-rep 5259  ax-sep 5276  ax-nul 5286  ax-pow 5345  ax-pr 5412  ax-un 7737  ax-cnex 11193  ax-resscn 11194  ax-1cn 11195  ax-icn 11196  ax-addcl 11197  ax-addrcl 11198  ax-mulcl 11199  ax-mulrcl 11200  ax-mulcom 11201  ax-addass 11202  ax-mulass 11203  ax-distr 11204  ax-i2m1 11205  ax-1ne0 11206  ax-1rid 11207  ax-rnegex 11208  ax-rrecex 11209  ax-cnre 11210  ax-pre-lttri 11211  ax-pre-lttrn 11212  ax-pre-ltadd 11213  ax-pre-mulgt0 11214

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2808  df-nfc 2884  df-ne 2932  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3363  df-reu 3364  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3771  df-csb 3880  df-dif 3934  df-un 3936  df-in 3938  df-ss 3948  df-pss 3951  df-nul 4314  df-if 4506  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-op 4613  df-uni 4888  df-int 4927  df-iun 4973  df-br 5124  df-opab 5186  df-mpt 5206  df-tr 5240  df-id 5558  df-eprel 5564  df-po 5572  df-so 5573  df-fr 5617  df-we 5619  df-xp 5671  df-rel 5672  df-cnv 5673  df-co 5674  df-dm 5675  df-rn 5676  df-res 5677  df-ima 5678  df-pred 6301  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-om 7870  df-1st 7996  df-2nd 7997  df-frecs 8288  df-wrecs 8319  df-recs 8393  df-rdg 8432  df-er 8727  df-en 8968  df-dom 8969  df-sdom 8970  df-pnf 11279  df-mnf 11280  df-xr 11281  df-ltxr 11282  df-le 11283  df-sub 11476  df-neg 11477  df-nn 12249  df-2 12311  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17230  df-ress 17253  df-plusg 17286  df-0g 17457  df-mgm 18622  df-sgrp 18701  df-mnd 18717  df-submnd 18766  df-grp 18923  df-minusg 18924  df-sbg 18925  df-subg 19110  df-lsm 19622  df-mgp 20106  df-ur 20147  df-ring 20200  df-lmod 20828  df-lss 20898  df-lsp 20938  df-lsatoms 38936

This theorem is referenced by:  lcvat  38990