Users' Mathboxes Mathbox for Steven Nguyen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  prjspnequivnorm Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem prjspnequivnorm 43640
Description: In a free module, a nonzero vector is equivalent to its normalized vector. (Contributed by SN, 24-Sep-2026.)
Hypotheses
Ref Expression
prjspnnorm.e ∼ = {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑙 ∈ 𝑆 𝑥 = (𝑙 · 𝑦))}
prjspnnorm.j 𝐽 = (𝑏 ∈ 𝐵 ↦ inf({𝑖 ∈ (0...𝑁) ∣ (𝑏‘𝑖) ≠ (0g‘𝐾)}, ℝ, < ))
prjspnnorm.f 𝐹 = (𝑣 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐼‘(𝑣‘(𝐽‘𝑣))) · 𝑣))
prjspnnorm.w 𝑊 = (𝐾 freeLMod (0...𝑁))
prjspnnorm.b 𝐵 = ((Base‘𝑊) ∖ {(0g‘𝑊)})
prjspnnorm.s 𝑆 = (Base‘𝐾)
prjspnnorm.i 𝐼 = (invr‘𝐾)
prjspnnorm.t · = ( ·𝑠 ‘𝑊)
prjspnnorm.k (𝜑 → 𝐾 ∈ DivRing)
prjspnnorm.n (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
prjspnnorm.x (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
Assertion
Ref Expression
prjspnequivnorm (𝜑 → 𝑋 ∼ (𝐹‘𝑋))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑏,𝑣,𝑥,𝑦   𝐼,𝑙,𝑣,𝑥,𝑦   𝑖,𝐽,𝑙,𝑣,𝑥,𝑦   𝐾,𝑏,𝑖,𝑥,𝑦   𝑁,𝑏,𝑖   𝑆,𝑙   𝑊,𝑙,𝑥,𝑦   𝑋,𝑏,𝑖,𝑙,𝑣,𝑥,𝑦   · ,𝑙,𝑣,𝑥,𝑦
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥, 𝑦, 𝑣, 𝑖, 𝑏, 𝑙)   𝐵(𝑖, 𝑙)   ∼ (𝑥, 𝑦, 𝑣, 𝑖, 𝑏, 𝑙)   𝑆(𝑥, 𝑦, 𝑣, 𝑖, 𝑏)   · (𝑖, 𝑏)   𝐹(𝑥, 𝑦, 𝑣, 𝑖, 𝑏, 𝑙)   𝐼(𝑖, 𝑏)   𝐽(𝑏)   𝐾(𝑣, 𝑙)   𝑁(𝑥, 𝑦, 𝑣, 𝑙)   𝑊(𝑣, 𝑖, 𝑏)

Proof of Theorem prjspnequivnorm
StepHypRef Expression
1 prjspnnorm.e . . . 4 ∼ = {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑙 ∈ 𝑆 𝑥 = (𝑙 · 𝑦))}
2 prjspnnorm.w . . . 4 𝑊 = (𝐾 freeLMod (0...𝑁))
3 prjspnnorm.b . . . 4 𝐵 = ((Base‘𝑊) ∖ {(0g‘𝑊)})
4 prjspnnorm.s . . . 4 𝑆 = (Base‘𝐾)
5 prjspnnorm.t . . . 4 · = ( ·𝑠 ‘𝑊)
6 prjspnnorm.k . . . 4 (𝜑 → 𝐾 ∈ DivRing)
71, 2, 3, 4, 5, 6prjspner 43627 . . 3 (𝜑 → ∼ Er 𝐵)
8 eqid 2761 . . . 4 (0g‘𝐾) = (0g‘𝐾)
9 prjspnnorm.x . . . 4 (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
10 prjspnnorm.i . . . . 5 𝐼 = (invr‘𝐾)
11 prjspnnorm.j . . . . . 6 𝐽 = (𝑏 ∈ 𝐵 ↦ inf({𝑖 ∈ (0...𝑁) ∣ (𝑏‘𝑖) ≠ (0g‘𝐾)}, ℝ, < ))
126drngringd 20981 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐾 ∈ Ring)
13 prjspnnorm.n . . . . . 6 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
1411, 2, 3, 12, 13, 9, 4frlmnzcoordcl2 43636 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋‘(𝐽‘𝑋)) ∈ 𝑆)
1511, 2, 3, 12, 13, 9frlmnzcoordn0 43637 . . . . 5 (𝜑 → (𝑋‘(𝐽‘𝑋)) ≠ (0g‘𝐾))
164, 8, 10, 6, 14, 15drnginvrcld 21006 . . . 4 (𝜑 → (𝐼‘(𝑋‘(𝐽‘𝑋))) ∈ 𝑆)
174, 8, 10, 6, 14, 15drnginvrn0d 43565 . . . 4 (𝜑 → (𝐼‘(𝑋‘(𝐽‘𝑋))) ≠ (0g‘𝐾))
181, 2, 3, 4, 5, 8, 6, 9, 16, 17prjspnvs 43628 . . 3 (𝜑 → ((𝐼‘(𝑋‘(𝐽‘𝑋))) · 𝑋) ∼ 𝑋)
197, 18ersym 8723 . 2 (𝜑 → 𝑋 ∼ ((𝐼‘(𝑋‘(𝐽‘𝑋))) · 𝑋))
20 prjspnnorm.f . . 3 𝐹 = (𝑣 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐼‘(𝑣‘(𝐽‘𝑣))) · 𝑣))
2120, 9prjspnnormval 43639 . 2 (𝜑 → (𝐹‘𝑋) = ((𝐼‘(𝑋‘(𝐽‘𝑋))) · 𝑋))
2219, 21breqtrrd 5133 1 (𝜑 → 𝑋 ∼ (𝐹‘𝑋))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∃wrex 3087  {crab 3413   ∖ cdif 3896  {csn 4584   class class class wbr 5103  {copab 5167   ↦ cmpt 5186  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418  infcinf 9426  ℝcr 11192  0cc0 11193   < clt 11336  ℕ0cn0 12599  ...cfz 13632  Basecbs 17380   ·𝑠 cvsca 17425  0gc0g 17603  invrcinvr 20610  DivRingcdr 20973   freeLMod cfrlm 22045
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-cnex 11249  ax-resscn 11250  ax-1cn 11251  ax-icn 11252  ax-addcl 11253  ax-addrcl 11254  ax-mulcl 11255  ax-mulrcl 11256  ax-mulcom 11257  ax-addass 11258  ax-mulass 11259  ax-distr 11260  ax-i2m1 11261  ax-1ne0 11262  ax-1rid 11263  ax-rnegex 11264  ax-rrecex 11265  ax-cnre 11266  ax-pre-lttri 11267  ax-pre-lttrn 11268  ax-pre-ltadd 11269  ax-pre-mulgt0 11270
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-supp 8171  df-tpos 8236  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8469  df-er 8710  df-map 8842  df-ixp 8919  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-fin 8970  df-fsupp 9347  df-sup 9427  df-inf 9428  df-pnf 11338  df-mnf 11339  df-xr 11340  df-ltxr 11341  df-le 11342  df-sub 11536  df-neg 11537  df-nn 12329  df-2 12398  df-3 12399  df-4 12400  df-5 12401  df-6 12402  df-7 12403  df-8 12404  df-9 12405  df-n0 12600  df-z 12687  df-dec 12808  df-uz 12959  df-fz 13633  df-struct 17318  df-sets 17335  df-slot 17353  df-ndx 17365  df-base 17381  df-ress 17402  df-plusg 17434  df-mulr 17435  df-sca 17437  df-vsca 17438  df-ip 17439  df-tset 17440  df-ple 17441  df-ds 17443  df-hom 17445  df-cco 17446  df-0g 17605  df-prds 17611  df-pws 17613  df-mgm 18809  df-sgrp 18901  df-mnd 18917  df-grp 19140  df-minusg 19141  df-sbg 19142  df-subg 19326  df-cmn 19989  df-abl 19990  df-mgp 20354  df-rng 20368  df-ur 20401  df-ring 20454  df-oppr 20560  df-dvdsr 20580  df-unit 20581  df-invr 20611  df-subrg 20815  df-drng 20975  df-lmod 21130  df-lss 21200  df-lvec 21371  df-sra 21441  df-rgmod 21442  df-dsmm 22031  df-frlm 22046
This theorem is used by:  prjspnnorm  43641
  Copyright terms: Public domain W3C validator