HSE Home Hilbert Space Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  HSE Home  >  Th. List  >  adjadd Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem adjadd 32020
Description: The adjoint of the sum of two operators. Theorem 3.11(iii) of [Beran] p. 106. (Contributed by NM, 22-Feb-2006.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
adjadd ((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) → (adj‘(𝑆 +op 𝑇)) = ((adj𝑆) +op (adj𝑇)))

Proof of Theorem adjadd
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dmadjop 31815 . . 3 (𝑆 ∈ dom adj𝑆: ℋ⟶ ℋ)
2 dmadjop 31815 . . 3 (𝑇 ∈ dom adj𝑇: ℋ⟶ ℋ)
3 hoaddcl 31685 . . 3 ((𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ) → (𝑆 +op 𝑇): ℋ⟶ ℋ)
41, 2, 3syl2an 596 . 2 ((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) → (𝑆 +op 𝑇): ℋ⟶ ℋ)
5 dmadjrn 31822 . . . 4 (𝑆 ∈ dom adj → (adj𝑆) ∈ dom adj)
6 dmadjop 31815 . . . 4 ((adj𝑆) ∈ dom adj → (adj𝑆): ℋ⟶ ℋ)
75, 6syl 17 . . 3 (𝑆 ∈ dom adj → (adj𝑆): ℋ⟶ ℋ)
8 dmadjrn 31822 . . . 4 (𝑇 ∈ dom adj → (adj𝑇) ∈ dom adj)
9 dmadjop 31815 . . . 4 ((adj𝑇) ∈ dom adj → (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ)
108, 9syl 17 . . 3 (𝑇 ∈ dom adj → (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ)
11 hoaddcl 31685 . . 3 (((adj𝑆): ℋ⟶ ℋ ∧ (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ) → ((adj𝑆) +op (adj𝑇)): ℋ⟶ ℋ)
127, 10, 11syl2an 596 . 2 ((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) → ((adj𝑆) +op (adj𝑇)): ℋ⟶ ℋ)
13 adj2 31861 . . . . . . . 8 ((𝑆 ∈ dom adj𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → ((𝑆𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adj𝑆)‘𝑦)))
14133expb 1120 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ dom adj ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝑆𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adj𝑆)‘𝑦)))
1514adantlr 715 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝑆𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adj𝑆)‘𝑦)))
16 adj2 31861 . . . . . . . 8 ((𝑇 ∈ dom adj𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adj𝑇)‘𝑦)))
17163expb 1120 . . . . . . 7 ((𝑇 ∈ dom adj ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adj𝑇)‘𝑦)))
1817adantll 714 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adj𝑇)‘𝑦)))
1915, 18oveq12d 7421 . . . . 5 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((𝑆𝑥) ·ih 𝑦) + ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦)) = ((𝑥 ·ih ((adj𝑆)‘𝑦)) + (𝑥 ·ih ((adj𝑇)‘𝑦))))
201ffvelcdmda 7073 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ dom adj𝑥 ∈ ℋ) → (𝑆𝑥) ∈ ℋ)
2120ad2ant2r 747 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝑆𝑥) ∈ ℋ)
222ffvelcdmda 7073 . . . . . . 7 ((𝑇 ∈ dom adj𝑥 ∈ ℋ) → (𝑇𝑥) ∈ ℋ)
2322ad2ant2lr 748 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝑇𝑥) ∈ ℋ)
24 simprr 772 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → 𝑦 ∈ ℋ)
25 ax-his2 31010 . . . . . 6 (((𝑆𝑥) ∈ ℋ ∧ (𝑇𝑥) ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → (((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)) ·ih 𝑦) = (((𝑆𝑥) ·ih 𝑦) + ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦)))
2621, 23, 24, 25syl3anc 1373 . . . . 5 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)) ·ih 𝑦) = (((𝑆𝑥) ·ih 𝑦) + ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦)))
27 simprl 770 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → 𝑥 ∈ ℋ)
28 adjcl 31859 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ dom adj𝑦 ∈ ℋ) → ((adj𝑆)‘𝑦) ∈ ℋ)
2928ad2ant2rl 749 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((adj𝑆)‘𝑦) ∈ ℋ)
30 adjcl 31859 . . . . . . 7 ((𝑇 ∈ dom adj𝑦 ∈ ℋ) → ((adj𝑇)‘𝑦) ∈ ℋ)
3130ad2ant2l 746 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((adj𝑇)‘𝑦) ∈ ℋ)
32 his7 31017 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℋ ∧ ((adj𝑆)‘𝑦) ∈ ℋ ∧ ((adj𝑇)‘𝑦) ∈ ℋ) → (𝑥 ·ih (((adj𝑆)‘𝑦) + ((adj𝑇)‘𝑦))) = ((𝑥 ·ih ((adj𝑆)‘𝑦)) + (𝑥 ·ih ((adj𝑇)‘𝑦))))
3327, 29, 31, 32syl3anc 1373 . . . . 5 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝑥 ·ih (((adj𝑆)‘𝑦) + ((adj𝑇)‘𝑦))) = ((𝑥 ·ih ((adj𝑆)‘𝑦)) + (𝑥 ·ih ((adj𝑇)‘𝑦))))
3419, 26, 333eqtr4rd 2781 . . . 4 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝑥 ·ih (((adj𝑆)‘𝑦) + ((adj𝑇)‘𝑦))) = (((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)) ·ih 𝑦))
357, 10anim12i 613 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) → ((adj𝑆): ℋ⟶ ℋ ∧ (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ))
36 hosval 31667 . . . . . . . 8 (((adj𝑆): ℋ⟶ ℋ ∧ (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦) = (((adj𝑆)‘𝑦) + ((adj𝑇)‘𝑦)))
37363expa 1118 . . . . . . 7 ((((adj𝑆): ℋ⟶ ℋ ∧ (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ) ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦) = (((adj𝑆)‘𝑦) + ((adj𝑇)‘𝑦)))
3835, 37sylan 580 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦) = (((adj𝑆)‘𝑦) + ((adj𝑇)‘𝑦)))
3938adantrl 716 . . . . 5 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦) = (((adj𝑆)‘𝑦) + ((adj𝑇)‘𝑦)))
4039oveq2d 7419 . . . 4 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝑥 ·ih (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦)) = (𝑥 ·ih (((adj𝑆)‘𝑦) + ((adj𝑇)‘𝑦))))
411, 2anim12i 613 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) → (𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ))
42 hosval 31667 . . . . . . . 8 ((𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → ((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) = ((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)))
43423expa 1118 . . . . . . 7 (((𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ) ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → ((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) = ((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)))
4441, 43sylan 580 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → ((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) = ((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)))
4544adantrr 717 . . . . 5 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) = ((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)))
4645oveq1d 7418 . . . 4 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)) ·ih 𝑦))
4734, 40, 463eqtr4rd 2781 . . 3 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦)))
4847ralrimivva 3187 . 2 ((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) → ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦)))
49 adjeq 31862 . 2 (((𝑆 +op 𝑇): ℋ⟶ ℋ ∧ ((adj𝑆) +op (adj𝑇)): ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦))) → (adj‘(𝑆 +op 𝑇)) = ((adj𝑆) +op (adj𝑇)))
504, 12, 48, 49syl3anc 1373 1 ((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) → (adj‘(𝑆 +op 𝑇)) = ((adj𝑆) +op (adj𝑇)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1540  wcel 2108  wral 3051  dom cdm 5654  wf 6526  cfv 6530  (class class class)co 7403   + caddc 11130  chba 30846   + cva 30847   ·ih csp 30849   +op chos 30865  adjcado 30882
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2707  ax-rep 5249  ax-sep 5266  ax-nul 5276  ax-pow 5335  ax-pr 5402  ax-un 7727  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204  ax-hilex 30926  ax-hfvadd 30927  ax-hvcom 30928  ax-hvass 30929  ax-hv0cl 30930  ax-hvaddid 30931  ax-hfvmul 30932  ax-hvmulid 30933  ax-hvdistr2 30936  ax-hvmul0 30937  ax-hfi 31006  ax-his1 31009  ax-his2 31010  ax-his3 31011  ax-his4 31012
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2809  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3359  df-reu 3360  df-rab 3416  df-v 3461  df-sbc 3766  df-csb 3875  df-dif 3929  df-un 3931  df-in 3933  df-ss 3943  df-pss 3946  df-nul 4309  df-if 4501  df-pw 4577  df-sn 4602  df-pr 4604  df-op 4608  df-uni 4884  df-iun 4969  df-br 5120  df-opab 5182  df-mpt 5202  df-tr 5230  df-id 5548  df-eprel 5553  df-po 5561  df-so 5562  df-fr 5606  df-we 5608  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6290  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6483  df-fun 6532  df-fn 6533  df-f 6534  df-f1 6535  df-fo 6536  df-f1o 6537  df-fv 6538  df-riota 7360  df-ov 7406  df-oprab 7407  df-mpo 7408  df-om 7860  df-2nd 7987  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-er 8717  df-map 8840  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-pnf 11269  df-mnf 11270  df-xr 11271  df-ltxr 11272  df-le 11273  df-sub 11466  df-neg 11467  df-div 11893  df-nn 12239  df-2 12301  df-cj 15116  df-re 15117  df-im 15118  df-hvsub 30898  df-hosum 31657  df-adjh 31776
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator