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Theorem dvdsruassoi

Description: If two elements X and Y of a ring R are unit multiples, then they are associates, i.e. each divides the other. (Contributed by Thierry Arnoux, 22-Mar-2025)

Ref Expression
Hypotheses dvdsrspss.b ⊢ B = Base R
dvdsrspss.k ⊢ K = RSpan ⁡ R
dvdsrspss.d ⊢ ∥ ˙ = ∥ r ⁡ R
dvdsrspss.x ⊢ φ → X ∈ B
dvdsrspss.y ⊢ φ → Y ∈ B
dvdsruassoi.1 ⊢ U = Unit ⁡ R
dvdsruassoi.2 ⊢ · ˙ = ⋅ R
dvdsruassoi.r ⊢ φ → R ∈ Ring
dvdsruassoi.3 ⊢ φ → V ∈ U
dvdsruassoi.4 ⊢ φ → V · ˙ X = Y
Assertion dvdsruassoi ⊢ φ → X ∥ ˙ Y ∧ Y ∥ ˙ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dvdsrspss.b ⊢ B = Base R
2 dvdsrspss.k ⊢ K = RSpan ⁡ R
3 dvdsrspss.d ⊢ ∥ ˙ = ∥ r ⁡ R
4 dvdsrspss.x ⊢ φ → X ∈ B
5 dvdsrspss.y ⊢ φ → Y ∈ B
6 dvdsruassoi.1 ⊢ U = Unit ⁡ R
7 dvdsruassoi.2 ⊢ · ˙ = ⋅ R
8 dvdsruassoi.r ⊢ φ → R ∈ Ring
9 dvdsruassoi.3 ⊢ φ → V ∈ U
10 dvdsruassoi.4 ⊢ φ → V · ˙ X = Y
11 1 6 unitss ⊢ U ⊆ B
12 11 9 sselid ⊢ φ → V ∈ B
13 oveq1 ⊢ t = V → t · ˙ X = V · ˙ X
14 13 eqeq1d ⊢ t = V → t · ˙ X = Y ↔ V · ˙ X = Y
15 14 adantl ⊢ φ ∧ t = V → t · ˙ X = Y ↔ V · ˙ X = Y
16 12 15 10 rspcedvd ⊢ φ → ∃ t ∈ B t · ˙ X = Y
17 eqid ⊢ inv r ⁡ R = inv r ⁡ R
18 6 17 1 ringinvcl ⊢ R ∈ Ring ∧ V ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ V ∈ B
19 8 9 18 syl2anc ⊢ φ → inv r ⁡ R ⁡ V ∈ B
20 oveq1 ⊢ s = inv r ⁡ R ⁡ V → s · ˙ Y = inv r ⁡ R ⁡ V · ˙ Y
21 20 eqeq1d ⊢ s = inv r ⁡ R ⁡ V → s · ˙ Y = X ↔ inv r ⁡ R ⁡ V · ˙ Y = X
22 21 adantl ⊢ φ ∧ s = inv r ⁡ R ⁡ V → s · ˙ Y = X ↔ inv r ⁡ R ⁡ V · ˙ Y = X
23 1 7 8 19 12 4 ringassd ⊢ φ → inv r ⁡ R ⁡ V · ˙ V · ˙ X = inv r ⁡ R ⁡ V · ˙ V · ˙ X
24 eqid ⊢ 1 R = 1 R
25 6 17 7 24 unitlinv ⊢ R ∈ Ring ∧ V ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ V · ˙ V = 1 R
26 8 9 25 syl2anc ⊢ φ → inv r ⁡ R ⁡ V · ˙ V = 1 R
27 26 oveq1d ⊢ φ → inv r ⁡ R ⁡ V · ˙ V · ˙ X = 1 R · ˙ X
28 1 7 24 8 4 ringlidmd ⊢ φ → 1 R · ˙ X = X
29 27 28 eqtrd ⊢ φ → inv r ⁡ R ⁡ V · ˙ V · ˙ X = X
30 10 oveq2d ⊢ φ → inv r ⁡ R ⁡ V · ˙ V · ˙ X = inv r ⁡ R ⁡ V · ˙ Y
31 23 29 30 3eqtr3rd ⊢ φ → inv r ⁡ R ⁡ V · ˙ Y = X
32 19 22 31 rspcedvd ⊢ φ → ∃ s ∈ B s · ˙ Y = X
33 1 3 7 dvdsr ⊢ X ∥ ˙ Y ↔ X ∈ B ∧ ∃ t ∈ B t · ˙ X = Y
34 4 biantrurd ⊢ φ → ∃ t ∈ B t · ˙ X = Y ↔ X ∈ B ∧ ∃ t ∈ B t · ˙ X = Y
35 33 34 bitr4id ⊢ φ → X ∥ ˙ Y ↔ ∃ t ∈ B t · ˙ X = Y
36 1 3 7 dvdsr ⊢ Y ∥ ˙ X ↔ Y ∈ B ∧ ∃ s ∈ B s · ˙ Y = X
37 5 biantrurd ⊢ φ → ∃ s ∈ B s · ˙ Y = X ↔ Y ∈ B ∧ ∃ s ∈ B s · ˙ Y = X
38 36 37 bitr4id ⊢ φ → Y ∥ ˙ X ↔ ∃ s ∈ B s · ˙ Y = X
39 35 38 anbi12d ⊢ φ → X ∥ ˙ Y ∧ Y ∥ ˙ X ↔ ∃ t ∈ B t · ˙ X = Y ∧ ∃ s ∈ B s · ˙ Y = X
40 16 32 39 mpbir2and ⊢ φ → X ∥ ˙ Y ∧ Y ∥ ˙ X