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Theorem ishlat2 30225
Description: The predicate "is a Hilbert lattice". Here we replace  K  e.  CvLat with the weaker  K  e.  AtLat and show the exchange property explicitly. (Contributed by NM, 5-Nov-2012.)
Hypotheses
Ref Expression
ishlat.b  |-  B  =  ( Base `  K
)
ishlat.l  |-  .<_  =  ( le `  K )
ishlat.s  |-  .<  =  ( lt `  K )
ishlat.j  |-  .\/  =  ( join `  K )
ishlat.z  |-  .0.  =  ( 0. `  K )
ishlat.u  |-  .1.  =  ( 1. `  K )
ishlat.a  |-  A  =  ( Atoms `  K )
Assertion
Ref Expression
ishlat2  |-  ( K  e.  HL  <->  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  AtLat
)  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
( x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  ( (  .0. 
.<  x  /\  x  .<  y )  /\  (
y  .<  z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) ) )
Distinct variable groups:    x, y,
z, A    x, B, y, z    x, K, y, z
Allowed substitution hints:    .< ( x, y,
z)    .1. ( x, y, z)    .\/ ( x, y, z)    .<_ ( x, y, z)    .0. ( x, y, z)

Proof of Theorem ishlat2
StepHypRef Expression
1 ishlat.b . . 3  |-  B  =  ( Base `  K
)
2 ishlat.l . . 3  |-  .<_  =  ( le `  K )
3 ishlat.s . . 3  |-  .<  =  ( lt `  K )
4 ishlat.j . . 3  |-  .\/  =  ( join `  K )
5 ishlat.z . . 3  |-  .0.  =  ( 0. `  K )
6 ishlat.u . . 3  |-  .1.  =  ( 1. `  K )
7 ishlat.a . . 3  |-  A  =  ( Atoms `  K )
81, 2, 3, 4, 5, 6, 7ishlat1 30224 . 2  |-  ( K  e.  HL  <->  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  CvLat
)  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  ( (  .0.  .<  x  /\  x  .<  y )  /\  (
y  .<  z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) ) )
91, 2, 4, 7iscvlat 30195 . . . . 5  |-  ( K  e.  CvLat 
<->  ( K  e.  AtLat  /\ 
A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z  .\/  x ) ) ) )
1093anbi3i 1147 . . . 4  |-  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  CvLat )  <->  ( K  e.  OML  /\  K  e. 
CLat  /\  ( K  e. 
AtLat  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) ) ) ) )
11 anass 632 . . . . 5  |-  ( ( ( ( K  e. 
OML  /\  K  e.  CLat )  /\  K  e. 
AtLat )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) ) )  <-> 
( ( K  e. 
OML  /\  K  e.  CLat )  /\  ( K  e.  AtLat  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) ) ) ) )
12 df-3an 939 . . . . . 6  |-  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  AtLat )  <->  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat )  /\  K  e.  AtLat ) )
1312anbi1i 678 . . . . 5  |-  ( ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  AtLat )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z 
.\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z 
.\/  x ) ) )  <->  ( ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat )  /\  K  e.  AtLat )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z 
.\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z 
.\/  x ) ) ) )
14 df-3an 939 . . . . 5  |-  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  ( K  e.  AtLat  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z 
.\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z 
.\/  x ) ) ) )  <->  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat )  /\  ( K  e.  AtLat  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z 
.\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z 
.\/  x ) ) ) ) )
1511, 13, 143bitr4ri 271 . . . 4  |-  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  ( K  e.  AtLat  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z 
.\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z 
.\/  x ) ) ) )  <->  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  AtLat
)  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) ) ) )
1610, 15bitri 242 . . 3  |-  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  CvLat )  <->  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  AtLat
)  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) ) ) )
1716anbi1i 678 . 2  |-  ( ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  CvLat )  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  ( (  .0.  .<  x  /\  x  .<  y )  /\  (
y  .<  z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) )  <->  ( ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  AtLat )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z 
.\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z 
.\/  x ) ) )  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  ( (  .0.  .<  x  /\  x  .<  y )  /\  (
y  .<  z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) ) )
18 anass 632 . . 3  |-  ( ( ( ( K  e. 
OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  AtLat )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z 
.\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z 
.\/  x ) ) )  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  ( (  .0.  .<  x  /\  x  .<  y )  /\  (
y  .<  z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) )  <->  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  AtLat
)  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z 
.\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z 
.\/  x ) )  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x  .\/  y ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  (
(  .0.  .<  x  /\  x  .<  y )  /\  ( y  .< 
z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) ) ) )
19 anass 632 . . . . 5  |-  ( ( ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  (
(  .0.  .<  x  /\  x  .<  y )  /\  ( y  .< 
z  /\  z  .<  .1.  ) ) )  <->  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z 
.\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z 
.\/  x ) )  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x  .\/  y ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  (
(  .0.  .<  x  /\  x  .<  y )  /\  ( y  .< 
z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) ) )
20 ancom 439 . . . . . . 7  |-  ( ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z  .\/  x ) )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x  .\/  y ) ) ) )  <->  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) ) ) )
21 r19.26-2 2841 . . . . . . 7  |-  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
( x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) ) )  <-> 
( A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x  .\/  y ) ) )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z 
.\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z 
.\/  x ) ) ) )
2220, 21bitr4i 245 . . . . . 6  |-  ( ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z  .\/  x ) )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x  .\/  y ) ) ) )  <->  A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( (
x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) ) ) )
2322anbi1i 678 . . . . 5  |-  ( ( ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  (
(  .0.  .<  x  /\  x  .<  y )  /\  ( y  .< 
z  /\  z  .<  .1.  ) ) )  <->  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
( x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  ( (  .0. 
.<  x  /\  x  .<  y )  /\  (
y  .<  z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) )
2419, 23bitr3i 244 . . . 4  |-  ( ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z  .\/  x ) )  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  ( (  .0.  .<  x  /\  x  .<  y )  /\  (
y  .<  z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) )  <->  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( (
x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  ( (  .0. 
.<  x  /\  x  .<  y )  /\  (
y  .<  z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) )
2524anbi2i 677 . . 3  |-  ( ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  AtLat )  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z  .\/  x ) )  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  ( (  .0.  .<  x  /\  x  .<  y )  /\  (
y  .<  z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) ) )  <->  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  AtLat
)  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
( x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  ( (  .0. 
.<  x  /\  x  .<  y )  /\  (
y  .<  z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) ) )
2618, 25bitri 242 . 2  |-  ( ( ( ( K  e. 
OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  AtLat )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  B  (
( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z 
.\/  y ) )  ->  y  .<_  ( z 
.\/  x ) ) )  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  ( (  .0.  .<  x  /\  x  .<  y )  /\  (
y  .<  z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) )  <->  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  AtLat
)  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
( x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  ( (  .0. 
.<  x  /\  x  .<  y )  /\  (
y  .<  z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) ) )
278, 17, 263bitri 264 1  |-  ( K  e.  HL  <->  ( ( K  e.  OML  /\  K  e.  CLat  /\  K  e.  AtLat
)  /\  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
( x  =/=  y  ->  E. z  e.  A  ( z  =/=  x  /\  z  =/=  y  /\  z  .<_  ( x 
.\/  y ) ) )  /\  A. z  e.  B  ( ( -.  x  .<_  z  /\  x  .<_  ( z  .\/  y ) )  -> 
y  .<_  ( z  .\/  x ) ) )  /\  E. x  e.  B  E. y  e.  B  E. z  e.  B  ( (  .0. 
.<  x  /\  x  .<  y )  /\  (
y  .<  z  /\  z  .<  .1.  ) ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 178    /\ wa 360    /\ w3a 937    = wceq 1653    e. wcel 1726    =/= wne 2601   A.wral 2707   E.wrex 2708   class class class wbr 4215   ` cfv 5457  (class class class)co 6084   Basecbs 13474   lecple 13541   ltcplt 14403   joincjn 14406   0.cp0 14471   1.cp1 14472   CLatccla 14541   OMLcoml 30047   Atomscatm 30135   AtLatcal 30136   CvLatclc 30137   HLchlt 30222
This theorem is referenced by:  ishlatiN  30227  hlsuprexch  30252  hlhgt4  30259
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1556  ax-5 1567  ax-17 1627  ax-9 1667  ax-8 1688  ax-6 1745  ax-7 1750  ax-11 1762  ax-12 1951  ax-ext 2419
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3an 939  df-tru 1329  df-ex 1552  df-nf 1555  df-sb 1660  df-clab 2425  df-cleq 2431  df-clel 2434  df-nfc 2563  df-ral 2712  df-rex 2713  df-rab 2716  df-v 2960  df-dif 3325  df-un 3327  df-in 3329  df-ss 3336  df-nul 3631  df-if 3742  df-sn 3822  df-pr 3823  df-op 3825  df-uni 4018  df-br 4216  df-iota 5421  df-fv 5465  df-ov 6087  df-cvlat 30194  df-hlat 30223
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