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Theorem prjsprellsp

Description: Two vectors are equivalent iff their spans are equal. (Contributed by Steven Nguyen, 31-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
prjsprellsp.n ⊢ N = LSpan ⁡ V
Assertion prjsprellsp ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X ∼ ˙ Y ↔ N ⁡ X = N ⁡ Y

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 prjsprellsp.n ⊢ N = LSpan ⁡ V
7 ibar ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → ∃ m ∈ K ∖ 0 S X = m · ˙ Y ↔ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ ∃ m ∈ K ∖ 0 S X = m · ˙ Y
8 7 bicomd ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ ∃ m ∈ K ∖ 0 S X = m · ˙ Y ↔ ∃ m ∈ K ∖ 0 S X = m · ˙ Y
9 8 adantl ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ ∃ m ∈ K ∖ 0 S X = m · ˙ Y ↔ ∃ m ∈ K ∖ 0 S X = m · ˙ Y
10 eqid ⊢ 0 S = 0 S
11 1 2 3 4 5 10 prjspreln0 ⊢ V ∈ LVec → X ∼ ˙ Y ↔ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ ∃ m ∈ K ∖ 0 S X = m · ˙ Y
12 11 adantr ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X ∼ ˙ Y ↔ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ ∃ m ∈ K ∖ 0 S X = m · ˙ Y
13 eqid ⊢ Base V = Base V
14 simpl ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → V ∈ LVec
15 eldifi ⊢ X ∈ Base V ∖ 0 V → X ∈ Base V
16 15 2 eleq2s ⊢ X ∈ B → X ∈ Base V
17 16 ad2antrl ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X ∈ Base V
18 eldifi ⊢ Y ∈ Base V ∖ 0 V → Y ∈ Base V
19 18 2 eleq2s ⊢ Y ∈ B → Y ∈ Base V
20 19 ad2antll ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → Y ∈ Base V
21 13 3 5 10 4 6 14 17 20 lspsneq ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → N ⁡ X = N ⁡ Y ↔ ∃ m ∈ K ∖ 0 S X = m · ˙ Y
22 9 12 21 3bitr4d ⊢ V ∈ LVec ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X ∼ ˙ Y ↔ N ⁡ X = N ⁡ Y