Theorem prjsprellsp 40158

Description: Two vectors are equivalent iff their spans are equal. (Contributed by Steven Nguyen, 31-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)
prjsprellsp.n	⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑉)

Assertion

Ref	Expression
prjsprellsp	⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵)) → (𝑋 ∼ 𝑌 ↔ (𝑁‘{𝑋}) = (𝑁‘{𝑌})))

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)   𝑁(𝑥,𝑦,𝑙)   𝑉(𝑥,𝑦,𝑙)

Proof of Theorem prjsprellsp

Dummy variable 𝑚 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ibar 532	. . . 4 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) → (∃𝑚 ∈ (𝐾 ∖ {(0g‘𝑆)})𝑋 = (𝑚 · 𝑌) ↔ ((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑚 ∈ (𝐾 ∖ {(0g‘𝑆)})𝑋 = (𝑚 · 𝑌))))
2	1	bicomd 226	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) → (((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑚 ∈ (𝐾 ∖ {(0g‘𝑆)})𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) ↔ ∃𝑚 ∈ (𝐾 ∖ {(0g‘𝑆)})𝑋 = (𝑚 · 𝑌)))
3	2	adantl 485	. 2 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵)) → (((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑚 ∈ (𝐾 ∖ {(0g‘𝑆)})𝑋 = (𝑚 · 𝑌)) ↔ ∃𝑚 ∈ (𝐾 ∖ {(0g‘𝑆)})𝑋 = (𝑚 · 𝑌)))
4		prjsprel.1	. . . 4 ⊢ ∼ = {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑙 ∈ 𝐾 𝑥 = (𝑙 · 𝑦))}
5		prjspertr.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = ((Base‘𝑉) ∖ {(0g‘𝑉)})
6		prjspertr.s	. . . 4 ⊢ 𝑆 = (Scalar‘𝑉)
7		prjspertr.x	. . . 4 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑉)
8		prjspertr.k	. . . 4 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝑆)
9		eqid 2737	. . . 4 ⊢ (0g‘𝑆) = (0g‘𝑆)
10	4, 5, 6, 7, 8, 9	prjspreln0 40156	. . 3 ⊢ (𝑉 ∈ LVec → (𝑋 ∼ 𝑌 ↔ ((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑚 ∈ (𝐾 ∖ {(0g‘𝑆)})𝑋 = (𝑚 · 𝑌))))
11	10	adantr 484	. 2 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵)) → (𝑋 ∼ 𝑌 ↔ ((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑚 ∈ (𝐾 ∖ {(0g‘𝑆)})𝑋 = (𝑚 · 𝑌))))
12		eqid 2737	. . 3 ⊢ (Base‘𝑉) = (Base‘𝑉)
13		prjsprellsp.n	. . 3 ⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑉)
14		simpl 486	. . 3 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵)) → 𝑉 ∈ LVec)
15		eldifi 4041	. . . . 5 ⊢ (𝑋 ∈ ((Base‘𝑉) ∖ {(0g‘𝑉)}) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑉))
16	15, 5	eleq2s 2856	. . . 4 ⊢ (𝑋 ∈ 𝐵 → 𝑋 ∈ (Base‘𝑉))
17	16	ad2antrl 728	. . 3 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵)) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑉))
18		eldifi 4041	. . . . 5 ⊢ (𝑌 ∈ ((Base‘𝑉) ∖ {(0g‘𝑉)}) → 𝑌 ∈ (Base‘𝑉))
19	18, 5	eleq2s 2856	. . . 4 ⊢ (𝑌 ∈ 𝐵 → 𝑌 ∈ (Base‘𝑉))
20	19	ad2antll 729	. . 3 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵)) → 𝑌 ∈ (Base‘𝑉))
21	12, 6, 8, 9, 7, 13, 14, 17, 20	lspsneq 20159	. 2 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵)) → ((𝑁‘{𝑋}) = (𝑁‘{𝑌}) ↔ ∃𝑚 ∈ (𝐾 ∖ {(0g‘𝑆)})𝑋 = (𝑚 · 𝑌)))
22	3, 11, 21	3bitr4d 314	1 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵)) → (𝑋 ∼ 𝑌 ↔ (𝑁‘{𝑋}) = (𝑁‘{𝑌})))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   = wceq 1543   ∈ wcel 2110  ∃wrex 3062   ∖ cdif 3863  {csn 4541   class class class wbr 5053  {copab 5115  ‘cfv 6380  (class class class)co 7213  Basecbs 16760  Scalarcsca 16805   ·_𝑠 cvsca 16806  0_gc0g 16944  LSpanclspn 20008  LVecclvec 20139

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2016  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2708  ax-rep 5179  ax-sep 5192  ax-nul 5199  ax-pow 5258  ax-pr 5322  ax-un 7523  ax-cnex 10785  ax-resscn 10786  ax-1cn 10787  ax-icn 10788  ax-addcl 10789  ax-addrcl 10790  ax-mulcl 10791  ax-mulrcl 10792  ax-mulcom 10793  ax-addass 10794  ax-mulass 10795  ax-distr 10796  ax-i2m1 10797  ax-1ne0 10798  ax-1rid 10799  ax-rnegex 10800  ax-rrecex 10801  ax-cnre 10802  ax-pre-lttri 10803  ax-pre-lttrn 10804  ax-pre-ltadd 10805  ax-pre-mulgt0 10806

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2071  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3410  df-sbc 3695  df-csb 3812  df-dif 3869  df-un 3871  df-in 3873  df-ss 3883  df-pss 3885  df-nul 4238  df-if 4440  df-pw 4515  df-sn 4542  df-pr 4544  df-tp 4546  df-op 4548  df-uni 4820  df-int 4860  df-iun 4906  df-br 5054  df-opab 5116  df-mpt 5136  df-tr 5162  df-id 5455  df-eprel 5460  df-po 5468  df-so 5469  df-fr 5509  df-we 5511  df-xp 5557  df-rel 5558  df-cnv 5559  df-co 5560  df-dm 5561  df-rn 5562  df-res 5563  df-ima 5564  df-pred 6160  df-ord 6216  df-on 6217  df-lim 6218  df-suc 6219  df-iota 6338  df-fun 6382  df-fn 6383  df-f 6384  df-f1 6385  df-fo 6386  df-f1o 6387  df-fv 6388  df-riota 7170  df-ov 7216  df-oprab 7217  df-mpo 7218  df-om 7645  df-1st 7761  df-2nd 7762  df-tpos 7968  df-wrecs 8047  df-recs 8108  df-rdg 8146  df-er 8391  df-en 8627  df-dom 8628  df-sdom 8629  df-pnf 10869  df-mnf 10870  df-xr 10871  df-ltxr 10872  df-le 10873  df-sub 11064  df-neg 11065  df-nn 11831  df-2 11893  df-3 11894  df-sets 16717  df-slot 16735  df-ndx 16745  df-base 16761  df-ress 16785  df-plusg 16815  df-mulr 16816  df-0g 16946  df-mgm 18114  df-sgrp 18163  df-mnd 18174  df-grp 18368  df-minusg 18369  df-sbg 18370  df-mgp 19505  df-ur 19517  df-ring 19564  df-oppr 19641  df-dvdsr 19659  df-unit 19660  df-invr 19690  df-drng 19769  df-lmod 19901  df-lss 19969  df-lsp 20009  df-lvec 20140

This theorem is referenced by: (None)