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Theorem mh 861
Description: Marsden-Herman distributive law. Lemma 7.2 of Kalmbach, p. 91.
Hypotheses
Ref Expression
mh.1 a C c
mh.2 a C d
mh.3 b C c
mh.4 b C d
Assertion
Ref Expression
mh ((ac) ∩ (bd)) = (((ab) ∪ (ad)) ∪ ((cb) ∪ (cd)))

Proof of Theorem mh
StepHypRef Expression
1 leao1 154 . . . . . 6 (ab) ≤ (ac)
2 leao2 155 . . . . . 6 (ab) ≤ (bd)
31, 2ler2an 165 . . . . 5 (ab) ≤ ((ac) ∩ (bd))
4 leao1 154 . . . . . 6 (ad) ≤ (ac)
5 leao4 157 . . . . . 6 (ad) ≤ (bd)
64, 5ler2an 165 . . . . 5 (ad) ≤ ((ac) ∩ (bd))
73, 6lel2or 162 . . . 4 ((ab) ∪ (ad)) ≤ ((ac) ∩ (bd))
8 leao3 156 . . . . . 6 (cb) ≤ (ac)
9 leao2 155 . . . . . 6 (cb) ≤ (bd)
108, 9ler2an 165 . . . . 5 (cb) ≤ ((ac) ∩ (bd))
11 leao3 156 . . . . . 6 (cd) ≤ (ac)
12 leao4 157 . . . . . 6 (cd) ≤ (bd)
1311, 12ler2an 165 . . . . 5 (cd) ≤ ((ac) ∩ (bd))
1410, 13lel2or 162 . . . 4 ((cb) ∪ (cd)) ≤ ((ac) ∩ (bd))
157, 14lel2or 162 . . 3 (((ab) ∪ (ad)) ∪ ((cb) ∪ (cd))) ≤ ((ac) ∩ (bd))
16 anass 69 . . . . . . 7 ((((ac) ∩ (bd)) ∩ ((cb ) ∩ (ad ))) ∩ ((ab) ∪ (cd)) ) = (((ac) ∩ (bd)) ∩ (((cb ) ∩ (ad )) ∩ ((ab) ∪ (cd)) ))
1716ax-r1 34 . . . . . 6 (((ac) ∩ (bd)) ∩ (((cb ) ∩ (ad )) ∩ ((ab) ∪ (cd)) )) = ((((ac) ∩ (bd)) ∩ ((cb ) ∩ (ad ))) ∩ ((ab) ∪ (cd)) )
18 an4 78 . . . . . . . . 9 (((ac) ∩ (bd)) ∩ ((cb ) ∩ (ad ))) = (((ac) ∩ (cb )) ∩ ((bd) ∩ (ad )))
19 mh.1 . . . . . . . . . 10 a C c
20 mh.2 . . . . . . . . . 10 a C d
21 mh.3 . . . . . . . . . 10 b C c
22 mh.4 . . . . . . . . . 10 b C d
2319, 20, 21, 22mhlem2 860 . . . . . . . . 9 (((ac) ∩ (cb )) ∩ ((bd) ∩ (ad ))) = (((ac ) ∩ (bd )) ∪ ((cb ) ∩ (da )))
2418, 23ax-r2 35 . . . . . . . 8 (((ac) ∩ (bd)) ∩ ((cb ) ∩ (ad ))) = (((ac ) ∩ (bd )) ∪ ((cb ) ∩ (da )))
25 lea 152 . . . . . . . . . . 11 (ac ) ≤ a
26 lea 152 . . . . . . . . . . 11 (bd ) ≤ b
2725, 26le2an 161 . . . . . . . . . 10 ((ac ) ∩ (bd )) ≤ (ab)
28 leo 150 . . . . . . . . . 10 (ab) ≤ ((ab) ∪ (cd))
2927, 28letr 129 . . . . . . . . 9 ((ac ) ∩ (bd )) ≤ ((ab) ∪ (cd))
30 lea 152 . . . . . . . . . . 11 (cb ) ≤ c
31 lea 152 . . . . . . . . . . 11 (da ) ≤ d
3230, 31le2an 161 . . . . . . . . . 10 ((cb ) ∩ (da )) ≤ (cd)
33 leor 151 . . . . . . . . . 10 (cd) ≤ ((ab) ∪ (cd))
3432, 33letr 129 . . . . . . . . 9 ((cb ) ∩ (da )) ≤ ((ab) ∪ (cd))
3529, 34lel2or 162 . . . . . . . 8 (((ac ) ∩ (bd )) ∪ ((cb ) ∩ (da ))) ≤ ((ab) ∪ (cd))
3624, 35bltr 130 . . . . . . 7 (((ac) ∩ (bd)) ∩ ((cb ) ∩ (ad ))) ≤ ((ab) ∪ (cd))
3736leran 145 . . . . . 6 ((((ac) ∩ (bd)) ∩ ((cb ) ∩ (ad ))) ∩ ((ab) ∪ (cd)) ) ≤ (((ab) ∪ (cd)) ∩ ((ab) ∪ (cd)) )
3817, 37bltr 130 . . . . 5 (((ac) ∩ (bd)) ∩ (((cb ) ∩ (ad )) ∩ ((ab) ∪ (cd)) )) ≤ (((ab) ∪ (cd)) ∩ ((ab) ∪ (cd)) )
39 anor3 82 . . . . . . . 8 (((cb) ∪ (ad)) ∩ ((ab) ∪ (cd)) ) = (((cb) ∪ (ad)) ∪ ((ab) ∪ (cd)))
4039ax-r1 34 . . . . . . 7 (((cb) ∪ (ad)) ∪ ((ab) ∪ (cd))) = (((cb) ∪ (ad)) ∩ ((ab) ∪ (cd)) )
41 ax-a2 30 . . . . . . . . 9 (((ab) ∪ (ad)) ∪ ((cb) ∪ (cd))) = (((cb) ∪ (cd)) ∪ ((ab) ∪ (ad)))
42 or12 73 . . . . . . . . . . . 12 ((cd) ∪ ((ab) ∪ (ad))) = ((ab) ∪ ((cd) ∪ (ad)))
43 ax-a3 31 . . . . . . . . . . . . 13 (((ab) ∪ (cd)) ∪ (ad)) = ((ab) ∪ ((cd) ∪ (ad)))
4443ax-r1 34 . . . . . . . . . . . 12 ((ab) ∪ ((cd) ∪ (ad))) = (((ab) ∪ (cd)) ∪ (ad))
45 ax-a2 30 . . . . . . . . . . . 12 (((ab) ∪ (cd)) ∪ (ad)) = ((ad) ∪ ((ab) ∪ (cd)))
4642, 44, 453tr 62 . . . . . . . . . . 11 ((cd) ∪ ((ab) ∪ (ad))) = ((ad) ∪ ((ab) ∪ (cd)))
4746lor 66 . . . . . . . . . 10 ((cb) ∪ ((cd) ∪ ((ab) ∪ (ad)))) = ((cb) ∪ ((ad) ∪ ((ab) ∪ (cd))))
48 ax-a3 31 . . . . . . . . . 10 (((cb) ∪ (cd)) ∪ ((ab) ∪ (ad))) = ((cb) ∪ ((cd) ∪ ((ab) ∪ (ad))))
49 ax-a3 31 . . . . . . . . . 10 (((cb) ∪ (ad)) ∪ ((ab) ∪ (cd))) = ((cb) ∪ ((ad) ∪ ((ab) ∪ (cd))))
5047, 48, 493tr1 60 . . . . . . . . 9 (((cb) ∪ (cd)) ∪ ((ab) ∪ (ad))) = (((cb) ∪ (ad)) ∪ ((ab) ∪ (cd)))
5141, 50ax-r2 35 . . . . . . . 8 (((ab) ∪ (ad)) ∪ ((cb) ∪ (cd))) = (((cb) ∪ (ad)) ∪ ((ab) ∪ (cd)))
5251ax-r4 36 . . . . . . 7 (((ab) ∪ (ad)) ∪ ((cb) ∪ (cd))) = (((cb) ∪ (ad)) ∪ ((ab) ∪ (cd)))
53 oran3 85 . . . . . . . . . 10 (cb ) = (cb)
54 oran3 85 . . . . . . . . . 10 (ad ) = (ad)
5553, 542an 72 . . . . . . . . 9 ((cb ) ∩ (ad )) = ((cb) ∩ (ad) )
56 anor3 82 . . . . . . . . 9 ((cb) ∩ (ad) ) = ((cb) ∪ (ad))
5755, 56ax-r2 35 . . . . . . . 8 ((cb ) ∩ (ad )) = ((cb) ∪ (ad))
5857ran 71 . . . . . . 7 (((cb ) ∩ (ad )) ∩ ((ab) ∪ (cd)) ) = (((cb) ∪ (ad)) ∩ ((ab) ∪ (cd)) )
5940, 52, 583tr1 60 . . . . . 6 (((ab) ∪ (ad)) ∪ ((cb) ∪ (cd))) = (((cb ) ∩ (ad )) ∩ ((ab) ∪ (cd)) )
6059lan 70 . . . . 5 (((ac) ∩ (bd)) ∩ (((ab) ∪ (ad)) ∪ ((cb) ∪ (cd))) ) = (((ac) ∩ (bd)) ∩ (((cb ) ∩ (ad )) ∩ ((ab) ∪ (cd)) ))
61 dff 93 . . . . 5 0 = (((ab) ∪ (cd)) ∩ ((ab) ∪ (cd)) )
6238, 60, 61le3tr1 132 . . . 4 (((ac) ∩ (bd)) ∩ (((ab) ∪ (ad)) ∪ ((cb) ∪ (cd))) ) ≤ 0
63 le0 139 . . . 4 0 ≤ (((ac) ∩ (bd)) ∩ (((ab) ∪ (ad)) ∪ ((cb) ∪ (cd))) )
6462, 63lebi 137 . . 3 (((ac) ∩ (bd)) ∩ (((ab) ∪ (ad)) ∪ ((cb) ∪ (cd))) ) = 0
6515, 64oml3 434 . 2 (((ab) ∪ (ad)) ∪ ((cb) ∪ (cd))) = ((ac) ∩ (bd))
6665ax-r1 34 1 ((ac) ∩ (bd)) = (((ab) ∪ (ad)) ∪ ((cb) ∪ (cd)))
Colors of variables: term
Syntax hints:   = wb 1   C wc 3   wn 4   ∪ wo 6   ∩ wa 7  0wf 10
This theorem is referenced by:  mh2 866  mlaconjo 868
This theorem was proved from axioms:  ax-a1 29  ax-a2 30  ax-a3 31  ax-a4 32  ax-a5 33  ax-r1 34  ax-r2 35  ax-r4 36  ax-r5 37  ax-r3 421
This theorem depends on definitions:  df-b 38  df-a 39  df-t 40  df-f 41  df-le1 122  df-le2 123  df-c1 124  df-c2 125
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