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Theorem u4lem6 750
Description: Lemma for unified implication study.
Assertion
Ref Expression
u4lem6 (a4 (a4 (a4 b))) = (a4 b)

Proof of Theorem u4lem6
StepHypRef Expression
1 df-i4 46 . 2 (a4 (a4 (a4 b))) = (((a ∩ (a4 (a4 b))) ∪ (a ∩ (a4 (a4 b)))) ∪ ((a ∪ (a4 (a4 b))) ∩ (a4 (a4 b)) ))
2 u4lem5 746 . . . . . . . 8 (a4 (a4 b)) = ((ab ) ∪ b)
32lan 70 . . . . . . 7 (a ∩ (a4 (a4 b))) = (a ∩ ((ab ) ∪ b))
4 coman1 177 . . . . . . . . . 10 (ab ) C a
54comcom7 442 . . . . . . . . 9 (ab ) C a
6 coman2 178 . . . . . . . . . 10 (ab ) C b
76comcom7 442 . . . . . . . . 9 (ab ) C b
85, 7fh2 452 . . . . . . . 8 (a ∩ ((ab ) ∪ b)) = ((a ∩ (ab )) ∪ (ab))
9 ax-a2 30 . . . . . . . . 9 ((a ∩ (ab )) ∪ (ab)) = ((ab) ∪ (a ∩ (ab )))
10 ancom 68 . . . . . . . . . . . 12 ((aa ) ∩ b ) = (b ∩ (aa ))
11 anass 69 . . . . . . . . . . . 12 ((aa ) ∩ b ) = (a ∩ (ab ))
12 dff 93 . . . . . . . . . . . . . . 15 0 = (aa )
1312ax-r1 34 . . . . . . . . . . . . . 14 (aa ) = 0
1413lan 70 . . . . . . . . . . . . 13 (b ∩ (aa )) = (b ∩ 0)
15 an0 100 . . . . . . . . . . . . 13 (b ∩ 0) = 0
1614, 15ax-r2 35 . . . . . . . . . . . 12 (b ∩ (aa )) = 0
1710, 11, 163tr2 61 . . . . . . . . . . 11 (a ∩ (ab )) = 0
1817lor 66 . . . . . . . . . 10 ((ab) ∪ (a ∩ (ab ))) = ((ab) ∪ 0)
19 or0 94 . . . . . . . . . 10 ((ab) ∪ 0) = (ab)
2018, 19ax-r2 35 . . . . . . . . 9 ((ab) ∪ (a ∩ (ab ))) = (ab)
219, 20ax-r2 35 . . . . . . . 8 ((a ∩ (ab )) ∪ (ab)) = (ab)
228, 21ax-r2 35 . . . . . . 7 (a ∩ ((ab ) ∪ b)) = (ab)
233, 22ax-r2 35 . . . . . 6 (a ∩ (a4 (a4 b))) = (ab)
242lan 70 . . . . . . 7 (a ∩ (a4 (a4 b))) = (a ∩ ((ab ) ∪ b))
254, 7fh2 452 . . . . . . . 8 (a ∩ ((ab ) ∪ b)) = ((a ∩ (ab )) ∪ (ab))
26 anass 69 . . . . . . . . . . 11 ((aa ) ∩ b ) = (a ∩ (ab ))
2726ax-r1 34 . . . . . . . . . 10 (a ∩ (ab )) = ((aa ) ∩ b )
28 anidm 103 . . . . . . . . . . 11 (aa ) = a
2928ran 71 . . . . . . . . . 10 ((aa ) ∩ b ) = (ab )
3027, 29ax-r2 35 . . . . . . . . 9 (a ∩ (ab )) = (ab )
3130ax-r5 37 . . . . . . . 8 ((a ∩ (ab )) ∪ (ab)) = ((ab ) ∪ (ab))
3225, 31ax-r2 35 . . . . . . 7 (a ∩ ((ab ) ∪ b)) = ((ab ) ∪ (ab))
3324, 32ax-r2 35 . . . . . 6 (a ∩ (a4 (a4 b))) = ((ab ) ∪ (ab))
3423, 332or 67 . . . . 5 ((a ∩ (a4 (a4 b))) ∪ (a ∩ (a4 (a4 b)))) = ((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab)))
35 id 58 . . . . 5 ((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) = ((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab)))
3634, 35ax-r2 35 . . . 4 ((a ∩ (a4 (a4 b))) ∪ (a ∩ (a4 (a4 b)))) = ((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab)))
372lor 66 . . . . . . 7 (a ∪ (a4 (a4 b))) = (a ∪ ((ab ) ∪ b))
38 or12 73 . . . . . . . 8 (a ∪ ((ab ) ∪ b)) = ((ab ) ∪ (ab))
39 comor1 443 . . . . . . . . . 10 (ab) C a
40 comor2 444 . . . . . . . . . . 11 (ab) C b
4140comcom2 175 . . . . . . . . . 10 (ab) C b
4239, 41fh3r 457 . . . . . . . . 9 ((ab ) ∪ (ab)) = ((a ∪ (ab)) ∩ (b ∪ (ab)))
43 ax-a3 31 . . . . . . . . . . . . 13 ((aa ) ∪ b) = (a ∪ (ab))
4443ax-r1 34 . . . . . . . . . . . 12 (a ∪ (ab)) = ((aa ) ∪ b)
45 oridm 102 . . . . . . . . . . . . 13 (aa ) = a
4645ax-r5 37 . . . . . . . . . . . 12 ((aa ) ∪ b) = (ab)
4744, 46ax-r2 35 . . . . . . . . . . 11 (a ∪ (ab)) = (ab)
48 or12 73 . . . . . . . . . . . 12 (b ∪ (ab)) = (a ∪ (bb))
49 ax-a2 30 . . . . . . . . . . . . . . 15 (bb) = (bb )
50 df-t 40 . . . . . . . . . . . . . . . 16 1 = (bb )
5150ax-r1 34 . . . . . . . . . . . . . . 15 (bb ) = 1
5249, 51ax-r2 35 . . . . . . . . . . . . . 14 (bb) = 1
5352lor 66 . . . . . . . . . . . . 13 (a ∪ (bb)) = (a ∪ 1)
54 or1 96 . . . . . . . . . . . . 13 (a ∪ 1) = 1
5553, 54ax-r2 35 . . . . . . . . . . . 12 (a ∪ (bb)) = 1
5648, 55ax-r2 35 . . . . . . . . . . 11 (b ∪ (ab)) = 1
5747, 562an 72 . . . . . . . . . 10 ((a ∪ (ab)) ∩ (b ∪ (ab))) = ((ab) ∩ 1)
58 an1 98 . . . . . . . . . 10 ((ab) ∩ 1) = (ab)
5957, 58ax-r2 35 . . . . . . . . 9 ((a ∪ (ab)) ∩ (b ∪ (ab))) = (ab)
6042, 59ax-r2 35 . . . . . . . 8 ((ab ) ∪ (ab)) = (ab)
6138, 60ax-r2 35 . . . . . . 7 (a ∪ ((ab ) ∪ b)) = (ab)
6237, 61ax-r2 35 . . . . . 6 (a ∪ (a4 (a4 b))) = (ab)
63 u4lem5n 748 . . . . . 6 (a4 (a4 b)) = ((ab) ∩ b )
6462, 632an 72 . . . . 5 ((a ∪ (a4 (a4 b))) ∩ (a4 (a4 b)) ) = ((ab) ∩ ((ab) ∩ b ))
65 id 58 . . . . 5 ((ab) ∩ ((ab) ∩ b )) = ((ab) ∩ ((ab) ∩ b ))
6664, 65ax-r2 35 . . . 4 ((a ∪ (a4 (a4 b))) ∩ (a4 (a4 b)) ) = ((ab) ∩ ((ab) ∩ b ))
6736, 662or 67 . . 3 (((a ∩ (a4 (a4 b))) ∪ (a ∩ (a4 (a4 b)))) ∪ ((a ∪ (a4 (a4 b))) ∩ (a4 (a4 b)) )) = (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ ((ab) ∩ ((ab) ∩ b )))
6839comcom7 442 . . . . . . 7 (ab) C a
6968, 40com2an 466 . . . . . 6 (ab) C (ab)
7039, 41com2an 466 . . . . . . 7 (ab) C (ab )
7139, 40com2an 466 . . . . . . 7 (ab) C (ab)
7270, 71com2or 465 . . . . . 6 (ab) C ((ab ) ∪ (ab))
7369, 72com2or 465 . . . . 5 (ab) C ((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab)))
7468, 40com2or 465 . . . . . 6 (ab) C (ab)
7574, 41com2an 466 . . . . 5 (ab) C ((ab) ∩ b )
7673, 75fh4 454 . . . 4 (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ ((ab) ∩ ((ab) ∩ b ))) = ((((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ (ab)) ∩ (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ ((ab) ∩ b )))
77 lear 153 . . . . . . . . 9 (ab) ≤ b
78 leor 151 . . . . . . . . 9 b ≤ (ab)
7977, 78letr 129 . . . . . . . 8 (ab) ≤ (ab)
80 lea 152 . . . . . . . . . 10 (ab ) ≤ a
81 lea 152 . . . . . . . . . 10 (ab) ≤ a
8280, 81lel2or 162 . . . . . . . . 9 ((ab ) ∪ (ab)) ≤ a
83 leo 150 . . . . . . . . 9 a ≤ (ab)
8482, 83letr 129 . . . . . . . 8 ((ab ) ∪ (ab)) ≤ (ab)
8579, 84lel2or 162 . . . . . . 7 ((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ≤ (ab)
8685df-le2 123 . . . . . 6 (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ (ab)) = (ab)
87 comor1 443 . . . . . . . . . 10 (ab) C a
88 comor2 444 . . . . . . . . . 10 (ab) C b
8987, 88com2an 466 . . . . . . . . 9 (ab) C (ab)
9087comcom2 175 . . . . . . . . . . 11 (ab) C a
9188comcom2 175 . . . . . . . . . . 11 (ab) C b
9290, 91com2an 466 . . . . . . . . . 10 (ab) C (ab )
9390, 88com2an 466 . . . . . . . . . 10 (ab) C (ab)
9492, 93com2or 465 . . . . . . . . 9 (ab) C ((ab ) ∪ (ab))
9589, 94com2or 465 . . . . . . . 8 (ab) C ((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab)))
9695, 91fh4 454 . . . . . . 7 (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ ((ab) ∩ b )) = ((((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ (ab)) ∩ (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ b ))
97 or32 75 . . . . . . . . . 10 (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ (ab)) = (((ab) ∪ (ab)) ∪ ((ab ) ∪ (ab)))
98 ax-a3 31 . . . . . . . . . . . . 13 (((ab) ∪ (ab)) ∪ (ab )) = ((ab) ∪ ((ab) ∪ (ab )))
99 anor3 82 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (ab ) = (ab)
10099lor 66 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((ab) ∪ (ab )) = ((ab) ∪ (ab) )
101 df-t 40 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1 = ((ab) ∪ (ab) )
102101ax-r1 34 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((ab) ∪ (ab) ) = 1
103100, 102ax-r2 35 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((ab) ∪ (ab )) = 1
104103lor 66 . . . . . . . . . . . . . 14 ((ab) ∪ ((ab) ∪ (ab ))) = ((ab) ∪ 1)
105 or1 96 . . . . . . . . . . . . . 14 ((ab) ∪ 1) = 1
106104, 105ax-r2 35 . . . . . . . . . . . . 13 ((ab) ∪ ((ab) ∪ (ab ))) = 1
10798, 106ax-r2 35 . . . . . . . . . . . 12 (((ab) ∪ (ab)) ∪ (ab )) = 1
108107ax-r5 37 . . . . . . . . . . 11 ((((ab) ∪ (ab)) ∪ (ab )) ∪ (ab)) = (1 ∪ (ab))
109 ax-a3 31 . . . . . . . . . . 11 ((((ab) ∪ (ab)) ∪ (ab )) ∪ (ab)) = (((ab) ∪ (ab)) ∪ ((ab ) ∪ (ab)))
110 ax-a2 30 . . . . . . . . . . . 12 (1 ∪ (ab)) = ((ab) ∪ 1)
111 or1 96 . . . . . . . . . . . 12 ((ab) ∪ 1) = 1
112110, 111ax-r2 35 . . . . . . . . . . 11 (1 ∪ (ab)) = 1
113108, 109, 1123tr2 61 . . . . . . . . . 10 (((ab) ∪ (ab)) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) = 1
11497, 113ax-r2 35 . . . . . . . . 9 (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ (ab)) = 1
115 or12 73 . . . . . . . . . . 11 ((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) = ((ab ) ∪ ((ab) ∪ (ab)))
116115ax-r5 37 . . . . . . . . . 10 (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ b ) = (((ab ) ∪ ((ab) ∪ (ab))) ∪ b )
117 lear 153 . . . . . . . . . . . . 13 (ab ) ≤ b
118117df-le2 123 . . . . . . . . . . . 12 ((ab ) ∪ b ) = b
119118ax-r5 37 . . . . . . . . . . 11 (((ab ) ∪ b ) ∪ ((ab) ∪ (ab))) = (b ∪ ((ab) ∪ (ab)))
120 or32 75 . . . . . . . . . . 11 (((ab ) ∪ ((ab) ∪ (ab))) ∪ b ) = (((ab ) ∪ b ) ∪ ((ab) ∪ (ab)))
121 id 58 . . . . . . . . . . 11 (b ∪ ((ab) ∪ (ab))) = (b ∪ ((ab) ∪ (ab)))
122119, 120, 1213tr1 60 . . . . . . . . . 10 (((ab ) ∪ ((ab) ∪ (ab))) ∪ b ) = (b ∪ ((ab) ∪ (ab)))
123116, 122ax-r2 35 . . . . . . . . 9 (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ b ) = (b ∪ ((ab) ∪ (ab)))
124114, 1232an 72 . . . . . . . 8 ((((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ (ab)) ∩ (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ b )) = (1 ∩ (b ∪ ((ab) ∪ (ab))))
125 ancom 68 . . . . . . . . 9 (1 ∩ (b ∪ ((ab) ∪ (ab)))) = ((b ∪ ((ab) ∪ (ab))) ∩ 1)
126 an1 98 . . . . . . . . 9 ((b ∪ ((ab) ∪ (ab))) ∩ 1) = (b ∪ ((ab) ∪ (ab)))
127125, 126ax-r2 35 . . . . . . . 8 (1 ∩ (b ∪ ((ab) ∪ (ab)))) = (b ∪ ((ab) ∪ (ab)))
128124, 127ax-r2 35 . . . . . . 7 ((((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ (ab)) ∩ (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ b )) = (b ∪ ((ab) ∪ (ab)))
12996, 128ax-r2 35 . . . . . 6 (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ ((ab) ∩ b )) = (b ∪ ((ab) ∪ (ab)))
13086, 1292an 72 . . . . 5 ((((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ (ab)) ∩ (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ ((ab) ∩ b ))) = ((ab) ∩ (b ∪ ((ab) ∪ (ab))))
131 comorr2 445 . . . . . . . 8 b C (ab)
132131comcom3 436 . . . . . . 7 b C (ab)
133 comanr2 447 . . . . . . . . 9 b C (ab)
134 comanr2 447 . . . . . . . . 9 b C (ab)
135133, 134com2or 465 . . . . . . . 8 b C ((ab) ∪ (ab))
136135comcom3 436 . . . . . . 7 b C ((ab) ∪ (ab))
137132, 136fh2 452 . . . . . 6 ((ab) ∩ (b ∪ ((ab) ∪ (ab)))) = (((ab) ∩ b ) ∪ ((ab) ∩ ((ab) ∪ (ab))))
138 ax-a2 30 . . . . . . 7 (((ab) ∩ b ) ∪ ((ab) ∪ (ab))) = (((ab) ∪ (ab)) ∪ ((ab) ∩ b ))
139 ancom 68 . . . . . . . . 9 ((ab) ∩ ((ab) ∪ (ab))) = (((ab) ∪ (ab)) ∩ (ab))
140 lear 153 . . . . . . . . . . . 12 (ab) ≤ b
14177, 140lel2or 162 . . . . . . . . . . 11 ((ab) ∪ (ab)) ≤ b
142141, 78letr 129 . . . . . . . . . 10 ((ab) ∪ (ab)) ≤ (ab)
143142df2le2 128 . . . . . . . . 9 (((ab) ∪ (ab)) ∩ (ab)) = ((ab) ∪ (ab))
144139, 143ax-r2 35 . . . . . . . 8 ((ab) ∩ ((ab) ∪ (ab))) = ((ab) ∪ (ab))
145144lor 66 . . . . . . 7 (((ab) ∩ b ) ∪ ((ab) ∩ ((ab) ∪ (ab)))) = (((ab) ∩ b ) ∪ ((ab) ∪ (ab)))
146 df-i4 46 . . . . . . 7 (a4 b) = (((ab) ∪ (ab)) ∪ ((ab) ∩ b ))
147138, 145, 1463tr1 60 . . . . . 6 (((ab) ∩ b ) ∪ ((ab) ∩ ((ab) ∪ (ab)))) = (a4 b)
148137, 147ax-r2 35 . . . . 5 ((ab) ∩ (b ∪ ((ab) ∪ (ab)))) = (a4 b)
149130, 148ax-r2 35 . . . 4 ((((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ (ab)) ∩ (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ ((ab) ∩ b ))) = (a4 b)
15076, 149ax-r2 35 . . 3 (((ab) ∪ ((ab ) ∪ (ab))) ∪ ((ab) ∩ ((ab) ∩ b ))) = (a4 b)
15167, 150ax-r2 35 . 2 (((a ∩ (a4 (a4 b))) ∪ (a ∩ (a4 (a4 b)))) ∪ ((a ∪ (a4 (a4 b))) ∩ (a4 (a4 b)) )) = (a4 b)
1521, 151ax-r2 35 1 (a4 (a4 (a4 b))) = (a4 b)
Colors of variables: term
Syntax hints:   = wb 1   wn 4   ∪ wo 6   ∩ wa 7  1wt 9  0wf 10   →4 wi4 16
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-i4 46  df-le1 122  df-le2 123  df-c1 124  df-c2 125
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