Theorem cvexch 5760

Description: The Hilbert lattice satisfies the exchange axiom. Proposition 1(iii) of [Kalmbach] p. 140 and its converse. Originally proved by Garrett Birkhoff in 1933.

Hypotheses

Ref	Expression
chpssat.1	|- A e. CH
chpssat.2	|- B e. CH

Assertion

Ref	Expression
cvexch	|- ((A i^i B) <o B <-> A <o (A vH B))

Proof of Theorem cvexch

Step	Hyp	Ref	Expression
1		chpssat.1	. . 3 |- A e. CH
2		chpssat.2	. . 3 |- B e. CH
3	1, 2	cvexchlem 5759	. 2 |- ((A i^i B) <o B -> A <o (A vH B))
4	2	chocl 5192	. . . . 5 |- (_|_` B) e. CH
5	1	chocl 5192	. . . . 5 |- (_|_` A) e. CH
6	4, 5	cvexchlem 5759	. . . 4 |- (((_|_` B) i^i (_|_` A)) <o (_|_` A) -> (_|_` B) <o ((_|_` B) vH (_|_` A)))
7	1, 2	chdmj1 5402	. . . . . 6 |- (_|_` (A vH B)) = ((_|_` A) i^i (_|_` B))
8		incom 1636	. . . . . 6 |- ((_|_` A) i^i (_|_` B)) = ((_|_` B) i^i (_|_` A))
9	7, 8	eqtr 1119	. . . . 5 |- (_|_` (A vH B)) = ((_|_` B) i^i (_|_` A))
10	9	breq1i 2068	. . . 4 |- ((_|_` (A vH B)) <o (_|_` A) <-> ((_|_` B) i^i (_|_` A)) <o (_|_` A))
11	1, 2	chdmm1 5398	. . . . . 6 |- (_|_` (A i^i B)) = ((_|_` A) vH (_|_` B))
12	5, 4	chjcom 5389	. . . . . 6 |- ((_|_` A) vH (_|_` B)) = ((_|_` B) vH (_|_` A))
13	11, 12	eqtr 1119	. . . . 5 |- (_|_` (A i^i B)) = ((_|_` B) vH (_|_` A))
14	13	breq2i 2069	. . . 4 |- ((_|_` B) <o (_|_` (A i^i B)) <-> (_|_` B) <o ((_|_` B) vH (_|_` A)))
15	6, 10, 14	3imtr4 192	. . 3 |- ((_|_` (A vH B)) <o (_|_` A) -> (_|_` B) <o (_|_` (A i^i B)))
16	1, 2	chjcl 5379	. . . 4 |- (A vH B) e. CH
17		cvcon3t 5716	. . . 4 |- ((A e. CH /\ (A vH B) e. CH) -> (A <o (A vH B) <-> (_|_` (A vH B)) <o (_|_` A)))
18	1, 16, 17	mp2an 520	. . 3 |- (A <o (A vH B) <-> (_|_` (A vH B)) <o (_|_` A))
19	1, 2	chincl 5382	. . . 4 |- (A i^i B) e. CH
20		cvcon3t 5716	. . . 4 |- (((A i^i B) e. CH /\ B e. CH) -> ((A i^i B) <o B <-> (_|_` B) <o (_|_` (A i^i B))))
21	19, 2, 20	mp2an 520	. . 3 |- ((A i^i B) <o B <-> (_|_` B) <o (_|_` (A i^i B)))
22	15, 18, 21	3imtr4 192	. 2 |- (A <o (A vH B) -> (A i^i B) <o B)
23	3, 22	impbi 139	1 |- ((A i^i B) <o B <-> A <o (A vH B))

Syntax hints:   <-> wb 127   e. wcel 1092   i^i cin 1486   class class class wbr 2054  ` cfv 2422  (class class class)co 3001  CHcch 4968  _|_cort 4969   vH chj 4972   <o ccv 4981

This theorem is referenced by:  cvexcht 5763

This theorem was proved from axioms:  ax-1 3  ax-2 4  ax-3 5  ax-mp 6  ax-4 673  ax-5 674  ax-6 675  ax-7 676  ax-gen 677  ax-8 798  ax-9 799  ax-10 800  ax-11 801  ax-12 802  ax-13 804  ax-14 805  ax-16 922  ax-17 925  ax-ext 1074  ax-rep 1075  ax-un 1076  ax-pow 1077  ax-reg 1078  ax-inf 1079  ax-ac 1080  ax-hilex 4983  ax-hvaddcl 4984  ax-hvcom 4985  ax-hvass 4986  ax-hvzercl 4987  ax-hvaddid 4988  ax-hvmulcl 4989  ax-hvmulid 4991  ax-hvmulass 4992  ax-hvdistr1 4993  ax-hvdistr2 4994  ax-hvmulzer 4995  ax-hicl 5043  ax-his1 5045  ax-his2 5046  ax-his3 5047  ax-his4 5048  ax-hcompl 5113

This theorem depends on definitions:  df-bi 128  df-or 197  df-an 198  df-3or 582  df-3an 583  df-ex 679  df-sb 853  df-eu 1009  df-mo 1010  df-clab 1093  df-cleq 1097  df-clel 1099  df-ne 1192  df-ral 1205  df-rex 1206  df-reu 1207  df-rab 1208  df-v 1349  df-sbc 1441  df-dif 1489  df-un 1490  df-in 1491  df-ss 1492  df-pss 1494  df-nul 1708  df-if 1777  df-pw 1799  df-sn 1811  df-pr 1812  df-tp 1814  df-op 1815  df-uni 1920  df-int 1966  df-iun 1996  df-tr 2042  df-br 2063  df-opab 2098  df-eprel 2122  df-id 2125  df-po 2128  df-so 2138  df-sup 2154  df-fr 2169  df-we 2186  df-ord 2202  df-on 2203  df-lim 2204  df-suc 2205  df-om 2373  df-xp 2424  df-rel 2425  df-cnv 2426  df-co 2427  df-dm 2428  df-rn 2429  df-res 2430  df-ima 2431  df-fun 2432  df-fn 2433  df-f 2434  df-f1 2435  df-fo 2436  df-f1o 2437  df-fv 2438  df-rdg 2970  df-opr 3003  df-oprab 3004  df-1st 3087  df-2nd 3088  df-1o 3104  df-oadd 3106  df-omul 3107  df-er 3200  df-ec 3202  df-qs 3205  df-ni 3794  df-pli 3795  df-mi 3796  df-lti 3797  df-plpq 3829  df-mpq 3830  df-enq 3831  df-nq 3832  df-plq 3833  df-mq 3834  df-rq 3835  df-ltq 3836  df-1q 3837  df-np 3880  df-1p 3881  df-plp 3882  df-mp 3883  df-ltp 3884  df-plpr 3958  df-mpr 3959  df-enr 3960  df-nr 3961  df-plr 3962  df-mr 3963  df-ltr 3964  df-0r 3965  df-1r 3966  df-m1r 3967  df-c 4034  df-0 4035  df-1 4036  df-i 4037  df-r 4038  df-plus 4039  df-mul 4040  df-lt 4041  df-sub 4133  df-neg 4135  df-div 4216  df-le 4277  df-n 4423  df-2 4462  df-3 4463  df-4 4464  df-n0 4535  df-z 4564  df-seq 4661  df-exp 4676  df-sqr 4728  df-re 4790  df-im 4791  df-cj 4792  df-abs 4793  df-clim 4876  df-hvsub 4996  df-hnorm 5074  df-cauchy 5102  df-hlim 5107  df-sh 5114  df-ch 5127  df-oc 5156  df-ch0 5157  df-pj 5244  df-shsum 5275  df-span 5276  df-chj 5277  df-chsup 5278  df-cv 5712  df-at 5737

metamath.org