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Theorem dvdsruasso

Description: Two elements X and Y of a ring R are associates, i.e. each divides the other, iff they are unit multiples of each 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
dvdsruasso.r φ R IDomn
Assertion dvdsruasso φ X ˙ Y Y ˙ X u U u · ˙ X = Y

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 dvdsruasso.r φ R IDomn
9 1 3 7 dvdsr X ˙ Y X B t B t · ˙ X = Y
10 4 biantrurd φ t B t · ˙ X = Y X B t B t · ˙ X = Y
11 9 10 bitr4id φ X ˙ Y t B t · ˙ X = Y
12 1 3 7 dvdsr Y ˙ X Y B s B s · ˙ Y = X
13 5 biantrurd φ s B s · ˙ Y = X Y B s B s · ˙ Y = X
14 12 13 bitr4id φ Y ˙ X s B s · ˙ Y = X
15 11 14 anbi12d φ X ˙ Y Y ˙ X t B t · ˙ X = Y s B s · ˙ Y = X
16 8 idomringd φ R Ring
17 eqid 1 R = 1 R
18 6 17 1unit R Ring 1 R U
19 16 18 syl φ 1 R U
20 19 ad5antr φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X = 0 R 1 R U
21 oveq1 u = 1 R u · ˙ X = 1 R · ˙ X
22 21 eqeq1d u = 1 R u · ˙ X = Y 1 R · ˙ X = Y
23 22 adantl φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X = 0 R u = 1 R u · ˙ X = Y 1 R · ˙ X = Y
24 16 ad5antr φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X = 0 R R Ring
25 4 ad5antr φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X = 0 R X B
26 1 7 17 24 25 ringlidmd φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X = 0 R 1 R · ˙ X = X
27 simpr φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X = 0 R X = 0 R
28 27 oveq2d φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X = 0 R t · ˙ X = t · ˙ 0 R
29 simplr φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X = 0 R t · ˙ X = Y
30 simpllr φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X = 0 R t B
31 eqid 0 R = 0 R
32 1 7 31 ringrz R Ring t B t · ˙ 0 R = 0 R
33 24 30 32 syl2anc φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X = 0 R t · ˙ 0 R = 0 R
34 28 29 33 3eqtr3rd φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X = 0 R 0 R = Y
35 26 27 34 3eqtrd φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X = 0 R 1 R · ˙ X = Y
36 20 23 35 rspcedvd φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X = 0 R u U u · ˙ X = Y
37 isidom R IDomn R CRing R Domn
38 8 37 sylib φ R CRing R Domn
39 38 simpld φ R CRing
40 39 ad5antr φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R R CRing
41 simp-5r φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R s B
42 simpllr φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R t B
43 4 ad5antr φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R X B
44 simpr φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R X 0 R
45 eldifsn X B 0 R X B X 0 R
46 43 44 45 sylanbrc φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R X B 0 R
47 16 ad5antr φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R R Ring
48 1 7 47 41 42 ringcld φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R s · ˙ t B
49 1 17 ringidcl R Ring 1 R B
50 47 49 syl φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R 1 R B
51 8 ad5antr φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R R IDomn
52 simplr φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R t · ˙ X = Y
53 52 oveq2d φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R s · ˙ t · ˙ X = s · ˙ Y
54 simp-4r φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R s · ˙ Y = X
55 53 54 eqtrd φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R s · ˙ t · ˙ X = X
56 1 7 47 41 42 43 ringassd φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R s · ˙ t · ˙ X = s · ˙ t · ˙ X
57 1 7 17 47 43 ringlidmd φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R 1 R · ˙ X = X
58 55 56 57 3eqtr4d φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R s · ˙ t · ˙ X = 1 R · ˙ X
59 1 31 7 46 48 50 51 58 idomrcan φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R s · ˙ t = 1 R
60 47 18 syl φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R 1 R U
61 59 60 eqeltrd φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R s · ˙ t U
62 6 7 1 unitmulclb R CRing s B t B s · ˙ t U s U t U
63 62 simplbda R CRing s B t B s · ˙ t U t U
64 40 41 42 61 63 syl31anc φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R t U
65 oveq1 u = t u · ˙ X = t · ˙ X
66 65 eqeq1d u = t u · ˙ X = Y t · ˙ X = Y
67 66 adantl φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R u = t u · ˙ X = Y t · ˙ X = Y
68 64 67 52 rspcedvd φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y X 0 R u U u · ˙ X = Y
69 36 68 pm2.61dane φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y u U u · ˙ X = Y
70 69 r19.29an φ s B s · ˙ Y = X t B t · ˙ X = Y u U u · ˙ X = Y
71 70 an32s φ s B t B t · ˙ X = Y s · ˙ Y = X u U u · ˙ X = Y
72 71 ex φ s B t B t · ˙ X = Y s · ˙ Y = X u U u · ˙ X = Y
73 72 an32s φ t B t · ˙ X = Y s B s · ˙ Y = X u U u · ˙ X = Y
74 73 imp φ t B t · ˙ X = Y s B s · ˙ Y = X u U u · ˙ X = Y
75 74 r19.29an φ t B t · ˙ X = Y s B s · ˙ Y = X u U u · ˙ X = Y
76 75 anasss φ t B t · ˙ X = Y s B s · ˙ Y = X u U u · ˙ X = Y
77 15 76 sylbida φ X ˙ Y Y ˙ X u U u · ˙ X = Y
78 4 ad2antrr φ u U u · ˙ X = Y X B
79 5 ad2antrr φ u U u · ˙ X = Y Y B
80 16 ad2antrr φ u U u · ˙ X = Y R Ring
81 simplr φ u U u · ˙ X = Y u U
82 simpr φ u U u · ˙ X = Y u · ˙ X = Y
83 1 2 3 78 79 6 7 80 81 82 dvdsruassoi φ u U u · ˙ X = Y X ˙ Y Y ˙ X
84 83 r19.29an φ u U u · ˙ X = Y X ˙ Y Y ˙ X
85 77 84 impbida φ X ˙ Y Y ˙ X u U u · ˙ X = Y