Theorem prjspvs 40370

Description: A nonzero multiple of a vector is equivalent to the vector. (Contributed by Steven Nguyen, 6-Jun-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)
prjspreln0.z	⊢ 0 = (0g‘𝑆)

Assertion

Ref	Expression
prjspvs	⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → (𝑁 · 𝑋) ∼ 𝑋)

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

Allowed substitution hints:   𝐵(𝑙)   ∼ (𝑥,𝑦,𝑙)   𝑆(𝑥,𝑦,𝑙)   𝑉(𝑥,𝑦,𝑙)   0 (𝑥,𝑦,𝑙)

Proof of Theorem prjspvs

Dummy variable 𝑚 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lveclmod 20283	. . . . . 6 ⊢ (𝑉 ∈ LVec → 𝑉 ∈ LMod)
2	1	3ad2ant1 1131	. . . . 5 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → 𝑉 ∈ LMod)
3		eldifi 4057	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 }) → 𝑁 ∈ 𝐾)
4	3	3ad2ant3 1133	. . . . 5 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → 𝑁 ∈ 𝐾)
5		prjspertr.b	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐵 = ((Base‘𝑉) ∖ {(0g‘𝑉)})
6		difss 4062	. . . . . . . 8 ⊢ ((Base‘𝑉) ∖ {(0g‘𝑉)}) ⊆ (Base‘𝑉)
7	5, 6	eqsstri 3951	. . . . . . 7 ⊢ 𝐵 ⊆ (Base‘𝑉)
8	7	sseli 3913	. . . . . 6 ⊢ (𝑋 ∈ 𝐵 → 𝑋 ∈ (Base‘𝑉))
9	8	3ad2ant2 1132	. . . . 5 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → 𝑋 ∈ (Base‘𝑉))
10		eqid 2738	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑉) = (Base‘𝑉)
11		prjspertr.s	. . . . . 6 ⊢ 𝑆 = (Scalar‘𝑉)
12		prjspertr.x	. . . . . 6 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑉)
13		prjspertr.k	. . . . . 6 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝑆)
14	10, 11, 12, 13	lmodvscl 20055	. . . . 5 ⊢ ((𝑉 ∈ LMod ∧ 𝑁 ∈ 𝐾 ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝑉)) → (𝑁 · 𝑋) ∈ (Base‘𝑉))
15	2, 4, 9, 14	syl3anc 1369	. . . 4 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → (𝑁 · 𝑋) ∈ (Base‘𝑉))
16		eldifsni 4720	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 }) → 𝑁 ≠ 0 )
17	16	3ad2ant3 1133	. . . . . 6 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → 𝑁 ≠ 0 )
18		eldifsni 4720	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋 ∈ ((Base‘𝑉) ∖ {(0g‘𝑉)}) → 𝑋 ≠ (0g‘𝑉))
19	18, 5	eleq2s 2857	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ 𝐵 → 𝑋 ≠ (0g‘𝑉))
20	19	3ad2ant2 1132	. . . . . 6 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → 𝑋 ≠ (0g‘𝑉))
21		prjspreln0.z	. . . . . . 7 ⊢ 0 = (0g‘𝑆)
22		eqid 2738	. . . . . . 7 ⊢ (0g‘𝑉) = (0g‘𝑉)
23		simp1 1134	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → 𝑉 ∈ LVec)
24	10, 12, 11, 13, 21, 22, 23, 4, 9	lvecvsn0 20286	. . . . . 6 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → ((𝑁 · 𝑋) ≠ (0g‘𝑉) ↔ (𝑁 ≠ 0 ∧ 𝑋 ≠ (0g‘𝑉))))
25	17, 20, 24	mpbir2and 709	. . . . 5 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → (𝑁 · 𝑋) ≠ (0g‘𝑉))
26		nelsn 4598	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 · 𝑋) ≠ (0g‘𝑉) → ¬ (𝑁 · 𝑋) ∈ {(0g‘𝑉)})
27	25, 26	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → ¬ (𝑁 · 𝑋) ∈ {(0g‘𝑉)})
28	15, 27	eldifd 3894	. . 3 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → (𝑁 · 𝑋) ∈ ((Base‘𝑉) ∖ {(0g‘𝑉)}))
29	28, 5	eleqtrrdi 2850	. 2 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → (𝑁 · 𝑋) ∈ 𝐵)
30		simp2 1135	. 2 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → 𝑋 ∈ 𝐵)
31		oveq1 7262	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 = 𝑚 → (𝑁 · 𝑋) = (𝑚 · 𝑋))
32	31	eqcoms 2746	. . . . 5 ⊢ (𝑚 = 𝑁 → (𝑁 · 𝑋) = (𝑚 · 𝑋))
33		tbtru 1547	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 · 𝑋) = (𝑚 · 𝑋) ↔ ((𝑁 · 𝑋) = (𝑚 · 𝑋) ↔ ⊤))
34	32, 33	sylib 217	. . . 4 ⊢ (𝑚 = 𝑁 → ((𝑁 · 𝑋) = (𝑚 · 𝑋) ↔ ⊤))
35	34	adantl 481	. . 3 ⊢ (((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) ∧ 𝑚 = 𝑁) → ((𝑁 · 𝑋) = (𝑚 · 𝑋) ↔ ⊤))
36		trud 1549	. . 3 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → ⊤)
37	4, 35, 36	rspcedvd 3555	. 2 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → ∃𝑚 ∈ 𝐾 (𝑁 · 𝑋) = (𝑚 · 𝑋))
38		prjsprel.1	. . 3 ⊢ ∼ = {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑙 ∈ 𝐾 𝑥 = (𝑙 · 𝑦))}
39	38	prjsprel 40364	. 2 ⊢ ((𝑁 · 𝑋) ∼ 𝑋 ↔ (((𝑁 · 𝑋) ∈ 𝐵 ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) ∧ ∃𝑚 ∈ 𝐾 (𝑁 · 𝑋) = (𝑚 · 𝑋)))
40	29, 30, 37, 39	syl21anbrc 1342	1 ⊢ ((𝑉 ∈ LVec ∧ 𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑁 ∈ (𝐾 ∖ { 0 })) → (𝑁 · 𝑋) ∼ 𝑋)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∧ w3a 1085   = wceq 1539  ⊤wtru 1540   ∈ wcel 2108   ≠ wne 2942  ∃wrex 3064   ∖ cdif 3880  {csn 4558   class class class wbr 5070  {copab 5132  ‘cfv 6418  (class class class)co 7255  Basecbs 16840  Scalarcsca 16891   ·_𝑠 cvsca 16892  0_gc0g 17067  LModclmod 20038  LVecclvec 20279

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-om 7688  df-2nd 7805  df-tpos 8013  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-er 8456  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-nn 11904  df-2 11966  df-3 11967  df-sets 16793  df-slot 16811  df-ndx 16823  df-base 16841  df-ress 16868  df-plusg 16901  df-mulr 16902  df-0g 17069  df-mgm 18241  df-sgrp 18290  df-mnd 18301  df-grp 18495  df-minusg 18496  df-mgp 19636  df-ur 19653  df-ring 19700  df-oppr 19777  df-dvdsr 19798  df-unit 19799  df-invr 19829  df-drng 19908  df-lmod 20040  df-lvec 20280

This theorem is referenced by:  prjspnvs  40380