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Theorem mhlem 858
Description: Lemma 7.1 of Kalmbach, p. 91.
Hypothesis
Ref Expression
mhlem.1 (ab) ≤ (cd)
Assertion
Ref Expression
mhlem ((ac) ∩ (bd)) = ((ab) ∪ (cd))

Proof of Theorem mhlem
StepHypRef Expression
1 comor1 443 . . . . . . 7 (ab) C a
2 comor2 444 . . . . . . 7 (ab) C b
31, 2com2an 466 . . . . . 6 (ab) C (ab)
4 mhlem.1 . . . . . . . 8 (ab) ≤ (cd)
54lecom 172 . . . . . . 7 (ab) C (cd)
65comcom7 442 . . . . . 6 (ab) C (cd)
73, 6fh1r 455 . . . . 5 (((ab) ∪ (cd)) ∩ (ab)) = (((ab) ∩ (ab)) ∪ ((cd) ∩ (ab)))
8 comor1 443 . . . . . . 7 (cd) C c
9 comor2 444 . . . . . . 7 (cd) C d
108, 9com2an 466 . . . . . 6 (cd) C (cd)
11 leao1 154 . . . . . . . . . 10 (ab) ≤ (ab)
1211, 4letr 129 . . . . . . . . 9 (ab) ≤ (cd)
1312lecom 172 . . . . . . . 8 (ab) C (cd)
1413comcom7 442 . . . . . . 7 (ab) C (cd)
1514comcom 435 . . . . . 6 (cd) C (ab)
1610, 15fh2rc 462 . . . . 5 (((ab) ∪ (cd)) ∩ (cd)) = (((ab) ∩ (cd)) ∪ ((cd) ∩ (cd)))
177, 162or 67 . . . 4 ((((ab) ∪ (cd)) ∩ (ab)) ∪ (((ab) ∪ (cd)) ∩ (cd))) = ((((ab) ∩ (ab)) ∪ ((cd) ∩ (ab))) ∪ (((ab) ∩ (cd)) ∪ ((cd) ∩ (cd))))
1811lerr 142 . . . . . . . 8 (ab) ≤ ((cd) ∪ (ab))
1918lecom 172 . . . . . . 7 (ab) C ((cd) ∪ (ab))
2014, 19fh3 453 . . . . . 6 ((ab) ∪ ((cd) ∩ ((cd) ∪ (ab)))) = (((ab) ∪ (cd)) ∩ ((ab) ∪ ((cd) ∪ (ab))))
21 id 58 . . . . . . . 8 ((ac) ∩ (bd)) = ((ac) ∩ (bd))
224mhlemlem1 856 . . . . . . . . 9 (((ab) ∪ c) ∩ (a ∪ (cd))) = (ac)
234mhlemlem2 857 . . . . . . . . 9 (((ab) ∪ d) ∩ (b ∪ (cd))) = (bd)
2422, 232an 72 . . . . . . . 8 ((((ab) ∪ c) ∩ (a ∪ (cd))) ∩ (((ab) ∪ d) ∩ (b ∪ (cd)))) = ((ac) ∩ (bd))
2521, 21, 243tr1 60 . . . . . . 7 ((ac) ∩ (bd)) = ((((ab) ∪ c) ∩ (a ∪ (cd))) ∩ (((ab) ∪ d) ∩ (b ∪ (cd))))
26 an4 78 . . . . . . . 8 ((((ab) ∪ c) ∩ (a ∪ (cd))) ∩ (((ab) ∪ d) ∩ (b ∪ (cd)))) = ((((ab) ∪ c) ∩ ((ab) ∪ d)) ∩ ((a ∪ (cd)) ∩ (b ∪ (cd))))
27 ancom 68 . . . . . . . 8 ((((ab) ∪ c) ∩ ((ab) ∪ d)) ∩ ((a ∪ (cd)) ∩ (b ∪ (cd)))) = (((a ∪ (cd)) ∩ (b ∪ (cd))) ∩ (((ab) ∪ c) ∩ ((ab) ∪ d)))
28 ax-a2 30 . . . . . . . . . . 11 ((ab) ∪ (cd)) = ((cd) ∪ (ab))
2911df-le2 123 . . . . . . . . . . . . 13 ((ab) ∪ (ab)) = (ab)
3029lor 66 . . . . . . . . . . . 12 ((cd) ∪ ((ab) ∪ (ab))) = ((cd) ∪ (ab))
3130ax-r1 34 . . . . . . . . . . 11 ((cd) ∪ (ab)) = ((cd) ∪ ((ab) ∪ (ab)))
32 or12 73 . . . . . . . . . . 11 ((cd) ∪ ((ab) ∪ (ab))) = ((ab) ∪ ((cd) ∪ (ab)))
3328, 31, 323tr 62 . . . . . . . . . 10 ((ab) ∪ (cd)) = ((ab) ∪ ((cd) ∪ (ab)))
3433lan 70 . . . . . . . . 9 (((ab) ∪ (cd)) ∩ ((ab) ∪ (cd))) = (((ab) ∪ (cd)) ∩ ((ab) ∪ ((cd) ∪ (ab))))
35 leo 150 . . . . . . . . . . . . . . . 16 a ≤ (ab)
3635, 4letr 129 . . . . . . . . . . . . . . 15 a ≤ (cd)
3736lecom 172 . . . . . . . . . . . . . 14 a C (cd)
3837comcom7 442 . . . . . . . . . . . . 13 a C (cd)
3938comcom 435 . . . . . . . . . . . 12 (cd) C a
40 leor 151 . . . . . . . . . . . . . . . 16 b ≤ (ab)
4140, 4letr 129 . . . . . . . . . . . . . . 15 b ≤ (cd)
4241lecom 172 . . . . . . . . . . . . . 14 b C (cd)
4342comcom7 442 . . . . . . . . . . . . 13 b C (cd)
4443comcom 435 . . . . . . . . . . . 12 (cd) C b
4539, 44fh3r 457 . . . . . . . . . . 11 ((ab) ∪ (cd)) = ((a ∪ (cd)) ∩ (b ∪ (cd)))
46 leo 150 . . . . . . . . . . . . . . . 16 c ≤ (cd)
474lecon3 149 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (cd) ≤ (ab)
4846, 47letr 129 . . . . . . . . . . . . . . 15 c ≤ (ab)
4948lecom 172 . . . . . . . . . . . . . 14 c C (ab)
5049comcom7 442 . . . . . . . . . . . . 13 c C (ab)
5150comcom 435 . . . . . . . . . . . 12 (ab) C c
52 leor 151 . . . . . . . . . . . . . . . 16 d ≤ (cd)
5352, 47letr 129 . . . . . . . . . . . . . . 15 d ≤ (ab)
5453lecom 172 . . . . . . . . . . . . . 14 d C (ab)
5554comcom7 442 . . . . . . . . . . . . 13 d C (ab)
5655comcom 435 . . . . . . . . . . . 12 (ab) C d
5751, 56fh3 453 . . . . . . . . . . 11 ((ab) ∪ (cd)) = (((ab) ∪ c) ∩ ((ab) ∪ d))
5845, 572an 72 . . . . . . . . . 10 (((ab) ∪ (cd)) ∩ ((ab) ∪ (cd))) = (((a ∪ (cd)) ∩ (b ∪ (cd))) ∩ (((ab) ∪ c) ∩ ((ab) ∪ d)))
5958ax-r1 34 . . . . . . . . 9 (((a ∪ (cd)) ∩ (b ∪ (cd))) ∩ (((ab) ∪ c) ∩ ((ab) ∪ d))) = (((ab) ∪ (cd)) ∩ ((ab) ∪ (cd)))
6034, 59, 203tr1 60 . . . . . . . 8 (((a ∪ (cd)) ∩ (b ∪ (cd))) ∩ (((ab) ∪ c) ∩ ((ab) ∪ d))) = ((ab) ∪ ((cd) ∩ ((cd) ∪ (ab))))
6126, 27, 603tr 62 . . . . . . 7 ((((ab) ∪ c) ∩ (a ∪ (cd))) ∩ (((ab) ∪ d) ∩ (b ∪ (cd)))) = ((ab) ∪ ((cd) ∩ ((cd) ∪ (ab))))
6225, 61ax-r2 35 . . . . . 6 ((ac) ∩ (bd)) = ((ab) ∪ ((cd) ∩ ((cd) ∪ (ab))))
6320, 62, 343tr1 60 . . . . 5 ((ac) ∩ (bd)) = (((ab) ∪ (cd)) ∩ ((ab) ∪ (cd)))
643, 6com2or 465 . . . . . 6 (ab) C ((ab) ∪ (cd))
65 leao1 154 . . . . . . . . . 10 (cd) ≤ (cd)
6665, 47letr 129 . . . . . . . . 9 (cd) ≤ (ab)
6766lecom 172 . . . . . . . 8 (cd) C (ab)
6867comcom7 442 . . . . . . 7 (cd) C (ab)
6968comcom 435 . . . . . 6 (ab) C (cd)
7064, 69fh2 452 . . . . 5 (((ab) ∪ (cd)) ∩ ((ab) ∪ (cd))) = ((((ab) ∪ (cd)) ∩ (ab)) ∪ (((ab) ∪ (cd)) ∩ (cd)))
7163, 70ax-r2 35 . . . 4 ((ac) ∩ (bd)) = ((((ab) ∪ (cd)) ∩ (ab)) ∪ (((ab) ∪ (cd)) ∩ (cd)))
72 ax-a3 31 . . . 4 (((((ab) ∩ (ab)) ∪ ((cd) ∩ (ab))) ∪ ((ab) ∩ (cd))) ∪ ((cd) ∩ (cd))) = ((((ab) ∩ (ab)) ∪ ((cd) ∩ (ab))) ∪ (((ab) ∩ (cd)) ∪ ((cd) ∩ (cd))))
7317, 71, 723tr1 60 . . 3 ((ac) ∩ (bd)) = (((((ab) ∩ (ab)) ∪ ((cd) ∩ (ab))) ∪ ((ab) ∩ (cd))) ∪ ((cd) ∩ (cd)))
74 ax-a3 31 . . . 4 ((((ab) ∩ (ab)) ∪ ((cd) ∩ (ab))) ∪ ((ab) ∩ (cd))) = (((ab) ∩ (ab)) ∪ (((cd) ∩ (ab)) ∪ ((ab) ∩ (cd))))
7574ax-r5 37 . . 3 (((((ab) ∩ (ab)) ∪ ((cd) ∩ (ab))) ∪ ((ab) ∩ (cd))) ∪ ((cd) ∩ (cd))) = ((((ab) ∩ (ab)) ∪ (((cd) ∩ (ab)) ∪ ((ab) ∩ (cd)))) ∪ ((cd) ∩ (cd)))
7673, 75ax-r2 35 . 2 ((ac) ∩ (bd)) = ((((ab) ∩ (ab)) ∪ (((cd) ∩ (ab)) ∪ ((ab) ∩ (cd)))) ∪ ((cd) ∩ (cd)))
7711, 65le2an 161 . . . . . . . . 9 ((ab) ∩ (cd)) ≤ ((ab) ∩ (cd))
78 ancom 68 . . . . . . . . 9 ((ab) ∩ (cd)) = ((cd) ∩ (ab))
7977, 78lbtr 131 . . . . . . . 8 ((ab) ∩ (cd)) ≤ ((cd) ∩ (ab))
8079df-le2 123 . . . . . . 7 (((ab) ∩ (cd)) ∪ ((cd) ∩ (ab))) = ((cd) ∩ (ab))
81 ax-a2 30 . . . . . . 7 (((cd) ∩ (ab)) ∪ ((ab) ∩ (cd))) = (((ab) ∩ (cd)) ∪ ((cd) ∩ (ab)))
8280, 81, 783tr1 60 . . . . . 6 (((cd) ∩ (ab)) ∪ ((ab) ∩ (cd))) = ((ab) ∩ (cd))
834ortha 420 . . . . . 6 ((ab) ∩ (cd)) = 0
8482, 83ax-r2 35 . . . . 5 (((cd) ∩ (ab)) ∪ ((ab) ∩ (cd))) = 0
8584lor 66 . . . 4 (((ab) ∩ (ab)) ∪ (((cd) ∩ (ab)) ∪ ((ab) ∩ (cd)))) = (((ab) ∩ (ab)) ∪ 0)
86 or0 94 . . . 4 (((ab) ∩ (ab)) ∪ 0) = ((ab) ∩ (ab))
8711df2le2 128 . . . 4 ((ab) ∩ (ab)) = (ab)
8885, 86, 873tr 62 . . 3 (((ab) ∩ (ab)) ∪ (((cd) ∩ (ab)) ∪ ((ab) ∩ (cd)))) = (ab)
89 lear 153 . . . 4 ((cd) ∩ (cd)) ≤ (cd)
90 leid 140 . . . . 5 (cd) ≤ (cd)
9165, 90ler2an 165 . . . 4 (cd) ≤ ((cd) ∩ (cd))
9289, 91lebi 137 . . 3 ((cd) ∩ (cd)) = (cd)
9388, 922or 67 . 2 ((((ab) ∩ (ab)) ∪ (((cd) ∩ (ab)) ∪ ((ab) ∩ (cd)))) ∪ ((cd) ∩ (cd))) = ((ab) ∪ (cd))
9476, 93ax-r2 35 1 ((ac) ∩ (bd)) = ((ab) ∪ (cd))
Colors of variables: term
Syntax hints:   = wb 1   ≤ wle 2   wn 4   ∪ wo 6   ∩ wa 7  0wf 10
This theorem is referenced by:  mhlem2 860
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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