Theorem prjspersym 43064

Description: The relation in ℙ𝕣𝕠𝕛 is symmetric. (Contributed by Steven Nguyen, 1-May-2023.)

Hypotheses

Ref	Expression
prjsprel.1	⊢ ∼ = {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑙 ∈ 𝐾 𝑥 = (𝑙 · 𝑦))}
prjspertr.b	⊢ 𝐵 = ((Base‘𝑉) ∖ {(0g‘𝑉)})
prjspertr.s	⊢ 𝑆 = (Scalar‘𝑉)
prjspertr.x	⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑉)
prjspertr.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝑆)

Assertion

Ref	Expression
prjspersym	⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) → 𝑌 ∼ 𝑋)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦,𝑙   𝑥,𝑌,𝑦,𝑙   𝑥,𝐾,𝑦,𝑙   𝑥, · ,𝑦,𝑙

Allowed substitution hints:   𝐵(𝑙)   ∼ (𝑥,𝑦,𝑙)   𝑆(𝑥,𝑦,𝑙)   𝑉(𝑥,𝑦,𝑙)

Proof of Theorem prjspersym

Dummy variables 𝑚 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpllr 781	. . . 4 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → 𝑋 ∼ 𝑌)
2		prjsprel.1	. . . . . 6 ⊢ ∼ = {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑙 ∈ 𝐾 𝑥 = (𝑙 · 𝑦))}
3	2	prjsprel 43061	. . . . 5 ⊢ (𝑋 ∼ 𝑌 ↔ ((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑚 ∈ 𝐾 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)))
4		pm3.22 460	. . . . . 6 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) → (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ∈ 𝐵))
5	4	adantr 481	. . . . 5 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑚 ∈ 𝐾 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ∈ 𝐵))
6	3, 5	sylbi 218	. . . 4 ⊢ (𝑋 ∼ 𝑌 → (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ∈ 𝐵))
7	1, 6	syl 17	. . 3 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → (𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ∈ 𝐵))
8		oveq1 7370	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = ((invr‘𝑆)‘𝑚) → (𝑛 · 𝑋) = (((invr‘𝑆)‘𝑚) · 𝑋))
9	8	eqeq2d 2751	. . . 4 ⊢ (𝑛 = ((invr‘𝑆)‘𝑚) → (𝑌 = (𝑛 · 𝑋) ↔ 𝑌 = (((invr‘𝑆)‘𝑚) · 𝑋)))
10		simplll 780	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → 𝑉 ∈ LVec)
11		prjspertr.s	. . . . . . 7 ⊢ 𝑆 = (Scalar‘𝑉)
12	11	lvecdrng 21102	. . . . . 6 ⊢ (𝑉 ∈ LVec → 𝑆 ∈ DivRing)
13	10, 12	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → 𝑆 ∈ DivRing)
14		simplr 774	. . . . 5 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → 𝑚 ∈ 𝐾)
15		simpll 772	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑚 ∈ 𝐾 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → 𝑋 ∈ 𝐵)
16	3, 15	sylbi 218	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∼ 𝑌 → 𝑋 ∈ 𝐵)
17		eldifsni 4730	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋 ∈ ((Base‘𝑉) ∖ {(0g‘𝑉)}) → 𝑋 ≠ (0g‘𝑉))
18		prjspertr.b	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐵 = ((Base‘𝑉) ∖ {(0g‘𝑉)})
19	17, 18	eleq2s 2858	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ 𝐵 → 𝑋 ≠ (0g‘𝑉))
20	1, 16, 19	3syl 18	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → 𝑋 ≠ (0g‘𝑉))
21		simplr 774	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) ∧ 𝑚 = (0g‘𝑆)) → 𝑋 = (𝑚 · 𝑌))
22		simpr 485	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) ∧ 𝑚 = (0g‘𝑆)) → 𝑚 = (0g‘𝑆))
23	22	oveq1d 7378	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) ∧ 𝑚 = (0g‘𝑆)) → (𝑚 · 𝑌) = ((0g‘𝑆) · 𝑌))
24		lveclmod 21103	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑉 ∈ LVec → 𝑉 ∈ LMod)
25	24	ad4antr 738	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) ∧ 𝑚 = (0g‘𝑆)) → 𝑉 ∈ LMod)
26		simplr 774	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑚 ∈ 𝐾 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → 𝑌 ∈ 𝐵)
27	3, 26	sylbi 218	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑋 ∼ 𝑌 → 𝑌 ∈ 𝐵)
28		eldifi 4068	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑌 ∈ ((Base‘𝑉) ∖ {(0g‘𝑉)}) → 𝑌 ∈ (Base‘𝑉))
29	28, 18	eleq2s 2858	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑌 ∈ 𝐵 → 𝑌 ∈ (Base‘𝑉))
30	1, 27, 29	3syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → 𝑌 ∈ (Base‘𝑉))
31	30	adantr 481	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) ∧ 𝑚 = (0g‘𝑆)) → 𝑌 ∈ (Base‘𝑉))
32		eqid 2740	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝑉) = (Base‘𝑉)
33		prjspertr.x	. . . . . . . . 9 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑉)
34		eqid 2740	. . . . . . . . 9 ⊢ (0g‘𝑆) = (0g‘𝑆)
35		eqid 2740	. . . . . . . . 9 ⊢ (0g‘𝑉) = (0g‘𝑉)
36	32, 11, 33, 34, 35	lmod0vs 20892	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑉 ∈ LMod ∧ 𝑌 ∈ (Base‘𝑉)) → ((0g‘𝑆) · 𝑌) = (0g‘𝑉))
37	25, 31, 36	syl2anc 590	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) ∧ 𝑚 = (0g‘𝑆)) → ((0g‘𝑆) · 𝑌) = (0g‘𝑉))
38	21, 23, 37	3eqtrd 2779	. . . . . 6 ⊢ (((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) ∧ 𝑚 = (0g‘𝑆)) → 𝑋 = (0g‘𝑉))
39	20, 38	mteqand 3026	. . . . 5 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → 𝑚 ≠ (0g‘𝑆))
40		prjspertr.k	. . . . . 6 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝑆)
41		eqid 2740	. . . . . 6 ⊢ (invr‘𝑆) = (invr‘𝑆)
42	40, 34, 41	drnginvrcl 20732	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ DivRing ∧ 𝑚 ∈ 𝐾 ∧ 𝑚 ≠ (0g‘𝑆)) → ((invr‘𝑆)‘𝑚) ∈ 𝐾)
43	13, 14, 39, 42	syl3anc 1379	. . . 4 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → ((invr‘𝑆)‘𝑚) ∈ 𝐾)
44		simpr 485	. . . . 5 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → 𝑋 = (𝑚 · 𝑌))
45		nelsn 4605	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑚 ≠ (0g‘𝑆) → ¬ 𝑚 ∈ {(0g‘𝑆)})
46	39, 45	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → ¬ 𝑚 ∈ {(0g‘𝑆)})
47	14, 46	eldifd 3901	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → 𝑚 ∈ (𝐾 ∖ {(0g‘𝑆)}))
48		eldifi 4068	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋 ∈ ((Base‘𝑉) ∖ {(0g‘𝑉)}) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑉))
49	48, 18	eleq2s 2858	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ 𝐵 → 𝑋 ∈ (Base‘𝑉))
50	1, 16, 49	3syl 18	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑉))
51	32, 33, 11, 40, 34, 41, 10, 47, 50, 30	lvecinv 21113	. . . . 5 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → (𝑋 = (𝑚 · 𝑌) ↔ 𝑌 = (((invr‘𝑆)‘𝑚) · 𝑋)))
52	44, 51	mpbid 233	. . . 4 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → 𝑌 = (((invr‘𝑆)‘𝑚) · 𝑋))
53	9, 43, 52	rspcedvdw 3570	. . 3 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → ∃𝑛 ∈ 𝐾 𝑌 = (𝑛 · 𝑋))
54	2	prjsprel 43061	. . 3 ⊢ (𝑌 ∼ 𝑋 ↔ ((𝑌 ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑛 ∈ 𝐾 𝑌 = (𝑛 · 𝑋)))
55	7, 53, 54	sylanbrc 589	. 2 ⊢ ((((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) ∧ 𝑚 ∈ 𝐾) ∧ 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → 𝑌 ∼ 𝑋)
56		simpr 485	. . . 4 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑚 ∈ 𝐾 𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) → ∃𝑚 ∈ 𝐾 𝑋 = (𝑚 · 𝑌))
57	3, 56	sylbi 218	. . 3 ⊢ (𝑋 ∼ 𝑌 → ∃𝑚 ∈ 𝐾 𝑋 = (𝑚 · 𝑌))
58	57	adantl 482	. 2 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) → ∃𝑚 ∈ 𝐾 𝑋 = (𝑚 · 𝑌))
59	55, 58	r19.29a 3148	1 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∼ 𝑌) → 𝑌 ∼ 𝑋)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1547   ∈ wcel 2119   ≠ wne 2935  ∃wrex 3064   ∖ cdif 3887  {csn 4562   class class class wbr 5079  {copab 5141  ‘cfv 6492  (class class class)co 7363  Basecbs 17177  Scalarcsca 17221   ·_𝑠 cvsca 17222  0_gc0g 17400  inv_rcinvr 20365  DivRingcdr 20708  LModclmod 20857  LVecclvec 21099

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2712  ax-rep 5206  ax-sep 5225  ax-nul 5235  ax-pow 5301  ax-pr 5369  ax-un 7685  ax-cnex 11092  ax-resscn 11093  ax-1cn 11094  ax-icn 11095  ax-addcl 11096  ax-addrcl 11097  ax-mulcl 11098  ax-mulrcl 11099  ax-mulcom 11100  ax-addass 11101  ax-mulass 11102  ax-distr 11103  ax-i2m1 11104  ax-1ne0 11105  ax-1rid 11106  ax-rnegex 11107  ax-rrecex 11108  ax-cnre 11109  ax-pre-lttri 11110  ax-pre-lttrn 11111  ax-pre-ltadd 11112  ax-pre-mulgt0 11113

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2719  df-cleq 2732  df-clel 2815  df-nfc 2889  df-ne 2936  df-nel 3040  df-ral 3055  df-rex 3065  df-rmo 3345  df-reu 3346  df-rab 3393  df-v 3434  df-sbc 3731  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4269  df-if 4462  df-pw 4538  df-sn 4563  df-pr 4565  df-op 4569  df-uni 4846  df-iun 4930  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5161  df-tr 5187  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7320  df-ov 7366  df-oprab 7367  df-mpo 7368  df-om 7814  df-2nd 7939  df-tpos 8173  df-frecs 8228  df-wrecs 8259  df-recs 8308  df-rdg 8346  df-er 8640  df-en 8891  df-dom 8892  df-sdom 8893  df-pnf 11179  df-mnf 11180  df-xr 11181  df-ltxr 11182  df-le 11183  df-sub 11377  df-neg 11378  df-nn 12173  df-2 12242  df-3 12243  df-sets 17132  df-slot 17150  df-ndx 17162  df-base 17178  df-ress 17199  df-plusg 17231  df-mulr 17232  df-0g 17402  df-mgm 18606  df-sgrp 18685  df-mnd 18701  df-grp 18910  df-minusg 18911  df-cmn 19755  df-abl 19756  df-mgp 20120  df-rng 20132  df-ur 20161  df-ring 20214  df-oppr 20315  df-dvdsr 20335  df-unit 20336  df-invr 20366  df-drng 20710  df-lmod 20859  df-lvec 21100

This theorem is referenced by:  prjsper  43065  0prjspn  43085