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Theorem prjspersym

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

Ref Expression
Hypotheses prjsprel.1 ⊢ ∼ ˙ = x y | x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ∃ l ∈ K x = l · ˙ y
prjspertr.b ⊢ B = Base V ∖ 0 V
prjspertr.s ⊢ S = Scalar ⁡ V
prjspertr.x ⊢ · ˙ = ⋅ V
prjspertr.k ⊢ K = Base S
Assertion prjspersym ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y → Y ∼ ˙ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 prjsprel.1 ⊢ ∼ ˙ = x y | x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ∃ l ∈ K x = l · ˙ y
2 prjspertr.b ⊢ B = Base V ∖ 0 V
3 prjspertr.s ⊢ S = Scalar ⁡ V
4 prjspertr.x ⊢ · ˙ = ⋅ V
5 prjspertr.k ⊢ K = Base S
6 simpllr ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → X ∼ ˙ Y
7 1 prjsprel ⊢ X ∼ ˙ Y ↔ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ ∃ m ∈ K X = m · ˙ Y
8 pm3.22 ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → Y ∈ B ∧ X ∈ B
9 8 adantr ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ ∃ m ∈ K X = m · ˙ Y → Y ∈ B ∧ X ∈ B
10 7 9 sylbi ⊢ X ∼ ˙ Y → Y ∈ B ∧ X ∈ B
11 6 10 syl ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → Y ∈ B ∧ X ∈ B
12 oveq1 ⊢ n = inv r ⁡ S ⁡ m → n · ˙ X = inv r ⁡ S ⁡ m · ˙ X
13 12 eqeq2d ⊢ n = inv r ⁡ S ⁡ m → Y = n · ˙ X ↔ Y = inv r ⁡ S ⁡ m · ˙ X
14 simplll ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → V ∈ LVec
15 3 lvecdrng ⊢ V ∈ LVec → S ∈ DivRing
16 14 15 syl ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → S ∈ DivRing
17 simplr ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → m ∈ K
18 simpll ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ ∃ m ∈ K X = m · ˙ Y → X ∈ B
19 7 18 sylbi ⊢ X ∼ ˙ Y → X ∈ B
20 eldifsni ⊢ X ∈ Base V ∖ 0 V → X ≠ 0 V
21 20 2 eleq2s ⊢ X ∈ B → X ≠ 0 V
22 6 19 21 3syl ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → X ≠ 0 V
23 simplr ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y ∧ m = 0 S → X = m · ˙ Y
24 simpr ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y ∧ m = 0 S → m = 0 S
25 24 oveq1d ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y ∧ m = 0 S → m · ˙ Y = 0 S · ˙ Y
26 lveclmod ⊢ V ∈ LVec → V ∈ LMod
27 26 ad4antr ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y ∧ m = 0 S → V ∈ LMod
28 simplr ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ ∃ m ∈ K X = m · ˙ Y → Y ∈ B
29 7 28 sylbi ⊢ X ∼ ˙ Y → Y ∈ B
30 eldifi ⊢ Y ∈ Base V ∖ 0 V → Y ∈ Base V
31 30 2 eleq2s ⊢ Y ∈ B → Y ∈ Base V
32 6 29 31 3syl ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → Y ∈ Base V
33 32 adantr ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y ∧ m = 0 S → Y ∈ Base V
34 eqid ⊢ Base V = Base V
35 eqid ⊢ 0 S = 0 S
36 eqid ⊢ 0 V = 0 V
37 34 3 4 35 36 lmod0vs ⊢ V ∈ LMod ∧ Y ∈ Base V → 0 S · ˙ Y = 0 V
38 27 33 37 syl2anc ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y ∧ m = 0 S → 0 S · ˙ Y = 0 V
39 23 25 38 3eqtrd ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y ∧ m = 0 S → X = 0 V
40 22 39 mteqand ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → m ≠ 0 S
41 eqid ⊢ inv r ⁡ S = inv r ⁡ S
42 5 35 41 drnginvrcl ⊢ S ∈ DivRing ∧ m ∈ K ∧ m ≠ 0 S → inv r ⁡ S ⁡ m ∈ K
43 16 17 40 42 syl3anc ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → inv r ⁡ S ⁡ m ∈ K
44 simpr ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → X = m · ˙ Y
45 nelsn ⊢ m ≠ 0 S → ¬ m ∈ 0 S
46 40 45 syl ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → ¬ m ∈ 0 S
47 17 46 eldifd ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → m ∈ K ∖ 0 S
48 eldifi ⊢ X ∈ Base V ∖ 0 V → X ∈ Base V
49 48 2 eleq2s ⊢ X ∈ B → X ∈ Base V
50 6 19 49 3syl ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → X ∈ Base V
51 34 4 3 5 35 41 14 47 50 32 lvecinv ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → X = m · ˙ Y ↔ Y = inv r ⁡ S ⁡ m · ˙ X
52 44 51 mpbid ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → Y = inv r ⁡ S ⁡ m · ˙ X
53 13 43 52 rspcedvdw ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → ∃ n ∈ K Y = n · ˙ X
54 1 prjsprel ⊢ Y ∼ ˙ X ↔ Y ∈ B ∧ X ∈ B ∧ ∃ n ∈ K Y = n · ˙ X
55 11 53 54 sylanbrc ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y ∧ m ∈ K ∧ X = m · ˙ Y → Y ∼ ˙ X
56 simpr ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ ∃ m ∈ K X = m · ˙ Y → ∃ m ∈ K X = m · ˙ Y
57 7 56 sylbi ⊢ X ∼ ˙ Y → ∃ m ∈ K X = m · ˙ Y
58 57 adantl ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y → ∃ m ∈ K X = m · ˙ Y
59 55 58 r19.29a ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∼ ˙ Y → Y ∼ ˙ X