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Theorem trlval2 30974
Description: The value of the trace of a lattice translation, given any atom  P not under the fiducial co-atom  W. Note: this requires only the weaker assumption  K  e.  Lat; we use  K  e.  HL for convenience. (Contributed by NM, 20-May-2012.)
Hypotheses
Ref Expression
trlval2.l  |-  .<_  =  ( le `  K )
trlval2.j  |-  .\/  =  ( join `  K )
trlval2.m  |-  ./\  =  ( meet `  K )
trlval2.a  |-  A  =  ( Atoms `  K )
trlval2.h  |-  H  =  ( LHyp `  K
)
trlval2.t  |-  T  =  ( ( LTrn `  K
) `  W )
trlval2.r  |-  R  =  ( ( trL `  K
) `  W )
Assertion
Ref Expression
trlval2  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  ( R `  F )  =  ( ( P  .\/  ( F `  P )
)  ./\  W )
)

Proof of Theorem trlval2
Dummy variables  x  q are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 hllat 30175 . . 3  |-  ( K  e.  HL  ->  K  e.  Lat )
21anim1i 551 . 2  |-  ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  ->  ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H ) )
3 eqid 2296 . . . . 5  |-  ( Base `  K )  =  (
Base `  K )
4 trlval2.l . . . . 5  |-  .<_  =  ( le `  K )
5 trlval2.j . . . . 5  |-  .\/  =  ( join `  K )
6 trlval2.m . . . . 5  |-  ./\  =  ( meet `  K )
7 trlval2.a . . . . 5  |-  A  =  ( Atoms `  K )
8 trlval2.h . . . . 5  |-  H  =  ( LHyp `  K
)
9 trlval2.t . . . . 5  |-  T  =  ( ( LTrn `  K
) `  W )
10 trlval2.r . . . . 5  |-  R  =  ( ( trL `  K
) `  W )
113, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10trlval 30973 . . . 4  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T
)  ->  ( R `  F )  =  (
iota_ x  e.  ( Base `  K ) A. q  e.  A  ( -.  q  .<_  W  ->  x  =  ( (
q  .\/  ( F `  q ) )  ./\  W ) ) ) )
12113adant3 975 . . 3  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  ( R `  F )  =  (
iota_ x  e.  ( Base `  K ) A. q  e.  A  ( -.  q  .<_  W  ->  x  =  ( (
q  .\/  ( F `  q ) )  ./\  W ) ) ) )
13 simp1l 979 . . . . 5  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  K  e.  Lat )
14 simp3l 983 . . . . . . 7  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  P  e.  A )
153, 7atbase 30101 . . . . . . 7  |-  ( P  e.  A  ->  P  e.  ( Base `  K
) )
1614, 15syl 15 . . . . . 6  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  P  e.  ( Base `  K )
)
173, 8, 9ltrncl 30936 . . . . . . 7  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  P  e.  ( Base `  K ) )  ->  ( F `  P )  e.  (
Base `  K )
)
1816, 17syld3an3 1227 . . . . . 6  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  ( F `  P )  e.  (
Base `  K )
)
193, 5latjcl 14172 . . . . . 6  |-  ( ( K  e.  Lat  /\  P  e.  ( Base `  K )  /\  ( F `  P )  e.  ( Base `  K
) )  ->  ( P  .\/  ( F `  P ) )  e.  ( Base `  K
) )
2013, 16, 18, 19syl3anc 1182 . . . . 5  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  ( P  .\/  ( F `  P
) )  e.  (
Base `  K )
)
21 simp1r 980 . . . . . 6  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  W  e.  H )
223, 8lhpbase 30809 . . . . . 6  |-  ( W  e.  H  ->  W  e.  ( Base `  K
) )
2321, 22syl 15 . . . . 5  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  W  e.  ( Base `  K )
)
243, 6latmcl 14173 . . . . 5  |-  ( ( K  e.  Lat  /\  ( P  .\/  ( F `
 P ) )  e.  ( Base `  K
)  /\  W  e.  ( Base `  K )
)  ->  ( ( P  .\/  ( F `  P ) )  ./\  W )  e.  ( Base `  K ) )
2513, 20, 23, 24syl3anc 1182 . . . 4  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  ( ( P  .\/  ( F `  P ) )  ./\  W )  e.  ( Base `  K ) )
26 simp13l 1070 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  /\  ( ( P  .\/  ( F `
 P ) ) 
./\  W )  e.  ( Base `  K
)  /\  x  e.  ( Base `  K )
)  ->  P  e.  A )
27 simp13r 1071 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  /\  ( ( P  .\/  ( F `
 P ) ) 
./\  W )  e.  ( Base `  K
)  /\  x  e.  ( Base `  K )
)  ->  -.  P  .<_  W )
28 breq1 4042 . . . . . . . . . . 11  |-  ( q  =  P  ->  (
q  .<_  W  <->  P  .<_  W ) )
2928notbid 285 . . . . . . . . . 10  |-  ( q  =  P  ->  ( -.  q  .<_  W  <->  -.  P  .<_  W ) )
30 id 19 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( q  =  P  ->  q  =  P )
31 fveq2 5541 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( q  =  P  ->  ( F `  q )  =  ( F `  P ) )
3230, 31oveq12d 5892 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( q  =  P  ->  (
q  .\/  ( F `  q ) )  =  ( P  .\/  ( F `  P )
) )
3332oveq1d 5889 . . . . . . . . . . 11  |-  ( q  =  P  ->  (
( q  .\/  ( F `  q )
)  ./\  W )  =  ( ( P 
.\/  ( F `  P ) )  ./\  W ) )
3433eqeq2d 2307 . . . . . . . . . 10  |-  ( q  =  P  ->  (
x  =  ( ( q  .\/  ( F `
 q ) ) 
./\  W )  <->  x  =  ( ( P  .\/  ( F `  P ) )  ./\  W )
) )
3529, 34imbi12d 311 . . . . . . . . 9  |-  ( q  =  P  ->  (
( -.  q  .<_  W  ->  x  =  ( ( q  .\/  ( F `  q )
)  ./\  W )
)  <->  ( -.  P  .<_  W  ->  x  =  ( ( P  .\/  ( F `  P ) )  ./\  W )
) ) )
3635rspcv 2893 . . . . . . . 8  |-  ( P  e.  A  ->  ( A. q  e.  A  ( -.  q  .<_  W  ->  x  =  ( ( q  .\/  ( F `  q )
)  ./\  W )
)  ->  ( -.  P  .<_  W  ->  x  =  ( ( P 
.\/  ( F `  P ) )  ./\  W ) ) ) )
3736com23 72 . . . . . . 7  |-  ( P  e.  A  ->  ( -.  P  .<_  W  -> 
( A. q  e.  A  ( -.  q  .<_  W  ->  x  =  ( ( q  .\/  ( F `  q ) )  ./\  W )
)  ->  x  =  ( ( P  .\/  ( F `  P ) )  ./\  W )
) ) )
3826, 27, 37sylc 56 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  /\  ( ( P  .\/  ( F `
 P ) ) 
./\  W )  e.  ( Base `  K
)  /\  x  e.  ( Base `  K )
)  ->  ( A. q  e.  A  ( -.  q  .<_  W  ->  x  =  ( (
q  .\/  ( F `  q ) )  ./\  W ) )  ->  x  =  ( ( P 
.\/  ( F `  P ) )  ./\  W ) ) )
39 simp11 985 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  /\  -.  q  .<_  W  /\  q  e.  A )  ->  ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H ) )
40 simp12 986 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  /\  -.  q  .<_  W  /\  q  e.  A )  ->  F  e.  T )
41 simp13l 1070 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  /\  -.  q  .<_  W  /\  q  e.  A )  ->  P  e.  A )
42 simp13r 1071 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  /\  -.  q  .<_  W  /\  q  e.  A )  ->  -.  P  .<_  W )
43 simp3 957 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  /\  -.  q  .<_  W  /\  q  e.  A )  ->  q  e.  A )
44 simp2 956 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  /\  -.  q  .<_  W  /\  q  e.  A )  ->  -.  q  .<_  W )
454, 5, 6, 7, 8, 9ltrnu 30932 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T )  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W )  /\  ( q  e.  A  /\  -.  q  .<_  W ) )  -> 
( ( P  .\/  ( F `  P ) )  ./\  W )  =  ( ( q 
.\/  ( F `  q ) )  ./\  W ) )
4639, 40, 41, 42, 43, 44, 45syl222anc 1198 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  /\  -.  q  .<_  W  /\  q  e.  A )  ->  (
( P  .\/  ( F `  P )
)  ./\  W )  =  ( ( q 
.\/  ( F `  q ) )  ./\  W ) )
47 eqeq2 2305 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( P  .\/  ( F `  P )
)  ./\  W )  =  ( ( q 
.\/  ( F `  q ) )  ./\  W )  ->  ( x  =  ( ( P 
.\/  ( F `  P ) )  ./\  W )  <->  x  =  (
( q  .\/  ( F `  q )
)  ./\  W )
) )
4847biimpd 198 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( P  .\/  ( F `  P )
)  ./\  W )  =  ( ( q 
.\/  ( F `  q ) )  ./\  W )  ->  ( x  =  ( ( P 
.\/  ( F `  P ) )  ./\  W )  ->  x  =  ( ( q  .\/  ( F `  q ) )  ./\  W )
) )
4946, 48syl 15 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  /\  -.  q  .<_  W  /\  q  e.  A )  ->  (
x  =  ( ( P  .\/  ( F `
 P ) ) 
./\  W )  ->  x  =  ( (
q  .\/  ( F `  q ) )  ./\  W ) ) )
50493exp 1150 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  ( -.  q  .<_  W  ->  (
q  e.  A  -> 
( x  =  ( ( P  .\/  ( F `  P )
)  ./\  W )  ->  x  =  ( ( q  .\/  ( F `
 q ) ) 
./\  W ) ) ) ) )
5150com24 81 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  ( x  =  ( ( P 
.\/  ( F `  P ) )  ./\  W )  ->  ( q  e.  A  ->  ( -.  q  .<_  W  ->  x  =  ( ( q 
.\/  ( F `  q ) )  ./\  W ) ) ) ) )
5251ralrimdv 2645 . . . . . . 7  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  ( x  =  ( ( P 
.\/  ( F `  P ) )  ./\  W )  ->  A. q  e.  A  ( -.  q  .<_  W  ->  x  =  ( ( q 
.\/  ( F `  q ) )  ./\  W ) ) ) )
53523ad2ant1 976 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  /\  ( ( P  .\/  ( F `
 P ) ) 
./\  W )  e.  ( Base `  K
)  /\  x  e.  ( Base `  K )
)  ->  ( x  =  ( ( P 
.\/  ( F `  P ) )  ./\  W )  ->  A. q  e.  A  ( -.  q  .<_  W  ->  x  =  ( ( q 
.\/  ( F `  q ) )  ./\  W ) ) ) )
5438, 53impbid 183 . . . . 5  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  /\  ( ( P  .\/  ( F `
 P ) ) 
./\  W )  e.  ( Base `  K
)  /\  x  e.  ( Base `  K )
)  ->  ( A. q  e.  A  ( -.  q  .<_  W  ->  x  =  ( (
q  .\/  ( F `  q ) )  ./\  W ) )  <->  x  =  ( ( P  .\/  ( F `  P ) )  ./\  W )
) )
5554riota5OLD 6347 . . . 4  |-  ( ( ( ( K  e. 
Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  /\  ( ( P  .\/  ( F `
 P ) ) 
./\  W )  e.  ( Base `  K
) )  ->  ( iota_ x  e.  ( Base `  K ) A. q  e.  A  ( -.  q  .<_  W  ->  x  =  ( ( q 
.\/  ( F `  q ) )  ./\  W ) ) )  =  ( ( P  .\/  ( F `  P ) )  ./\  W )
)
5625, 55mpdan 649 . . 3  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  ( iota_ x  e.  ( Base `  K
) A. q  e.  A  ( -.  q  .<_  W  ->  x  =  ( ( q  .\/  ( F `  q ) )  ./\  W )
) )  =  ( ( P  .\/  ( F `  P )
)  ./\  W )
)
5712, 56eqtrd 2328 . 2  |-  ( ( ( K  e.  Lat  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  ( R `  F )  =  ( ( P  .\/  ( F `  P )
)  ./\  W )
)
582, 57syl3an1 1215 1  |-  ( ( ( K  e.  HL  /\  W  e.  H )  /\  F  e.  T  /\  ( P  e.  A  /\  -.  P  .<_  W ) )  ->  ( R `  F )  =  ( ( P  .\/  ( F `  P )
)  ./\  W )
)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 358    /\ w3a 934    = wceq 1632    e. wcel 1696   A.wral 2556   class class class wbr 4039   ` cfv 5271  (class class class)co 5874   iota_crio 6313   Basecbs 13164   lecple 13231   joincjn 14094   meetcmee 14095   Latclat 14167   Atomscatm 30075   HLchlt 30162   LHypclh 30795   LTrncltrn 30912   trLctrl 30969
This theorem is referenced by:  trlcl  30975  trlcnv  30976  trljat1  30977  trljat2  30978  trlat  30980  trl0  30981  trlle  30995  trlval3  30998  trlval5  31000  cdlemd6  31014  cdlemf  31374  cdlemg4a  31419  cdlemg4b1  31420  cdlemg4b2  31421  cdlemg4  31428  cdlemg11b  31453  cdlemg13a  31462  cdlemg13  31463  cdlemg17a  31472  cdlemg17dN  31474  cdlemg17e  31476  cdlemg17f  31477  trlcoabs2N  31533  trlcolem  31537  cdlemg42  31540  cdlemg43  31541  cdlemi1  31629  cdlemk4  31645  cdlemk39  31727  dia2dimlem1  31876  dia2dimlem2  31877  dia2dimlem3  31878  cdlemm10N  31930  cdlemn2  32007  cdlemn10  32018  dihjatcclem3  32232
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1536  ax-5 1547  ax-17 1606  ax-9 1644  ax-8 1661  ax-13 1698  ax-14 1700  ax-6 1715  ax-7 1720  ax-11 1727  ax-12 1878  ax-ext 2277  ax-rep 4147  ax-sep 4157  ax-nul 4165  ax-pow 4204  ax-pr 4230  ax-un 4528
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1532  df-nf 1535  df-sb 1639  df-eu 2160  df-mo 2161  df-clab 2283  df-cleq 2289  df-clel 2292  df-nfc 2421  df-ne 2461  df-ral 2561  df-rex 2562  df-reu 2563  df-rab 2565  df-v 2803  df-sbc 3005  df-csb 3095  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-nul 3469  df-if 3579  df-pw 3640  df-sn 3659  df-pr 3660  df-op 3662  df-uni 3844  df-iun 3923  df-br 4040  df-opab 4094  df-mpt 4095  df-id 4325  df-xp 4711  df-rel 4712  df-cnv 4713  df-co 4714  df-dm 4715  df-rn 4716  df-res 4717  df-ima 4718  df-iota 5235  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-ov 5877  df-oprab 5878  df-mpt2 5879  df-riota 6320  df-map 6790  df-lat 14168  df-ats 30079  df-atl 30110  df-cvlat 30134  df-hlat 30163  df-lhyp 30799  df-laut 30800  df-ldil 30915  df-ltrn 30916  df-trl 30970
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