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

Theorem adjadd 32179
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 31974 . . 3 (𝑆 ∈ dom adj𝑆: ℋ⟶ ℋ)
2 dmadjop 31974 . . 3 (𝑇 ∈ dom adj𝑇: ℋ⟶ ℋ)
3 hoaddcl 31844 . . 3 ((𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ) → (𝑆 +op 𝑇): ℋ⟶ ℋ)
41, 2, 3syl2an 597 . 2 ((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) → (𝑆 +op 𝑇): ℋ⟶ ℋ)
5 dmadjrn 31981 . . . 4 (𝑆 ∈ dom adj → (adj𝑆) ∈ dom adj)
6 dmadjop 31974 . . . 4 ((adj𝑆) ∈ dom adj → (adj𝑆): ℋ⟶ ℋ)
75, 6syl 17 . . 3 (𝑆 ∈ dom adj → (adj𝑆): ℋ⟶ ℋ)
8 dmadjrn 31981 . . . 4 (𝑇 ∈ dom adj → (adj𝑇) ∈ dom adj)
9 dmadjop 31974 . . . 4 ((adj𝑇) ∈ dom adj → (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ)
108, 9syl 17 . . 3 (𝑇 ∈ dom adj → (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ)
11 hoaddcl 31844 . . 3 (((adj𝑆): ℋ⟶ ℋ ∧ (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ) → ((adj𝑆) +op (adj𝑇)): ℋ⟶ ℋ)
127, 10, 11syl2an 597 . 2 ((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) → ((adj𝑆) +op (adj𝑇)): ℋ⟶ ℋ)
13 adj2 32020 . . . . . . . 8 ((𝑆 ∈ dom adj𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → ((𝑆𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adj𝑆)‘𝑦)))
14133expb 1121 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ dom adj ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝑆𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adj𝑆)‘𝑦)))
1514adantlr 716 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝑆𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adj𝑆)‘𝑦)))
16 adj2 32020 . . . . . . . 8 ((𝑇 ∈ dom adj𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adj𝑇)‘𝑦)))
17163expb 1121 . . . . . . 7 ((𝑇 ∈ dom adj ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adj𝑇)‘𝑦)))
1817adantll 715 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adj𝑇)‘𝑦)))
1915, 18oveq12d 7378 . . . . 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 7030 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ dom adj𝑥 ∈ ℋ) → (𝑆𝑥) ∈ ℋ)
2120ad2ant2r 748 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝑆𝑥) ∈ ℋ)
222ffvelcdmda 7030 . . . . . . 7 ((𝑇 ∈ dom adj𝑥 ∈ ℋ) → (𝑇𝑥) ∈ ℋ)
2322ad2ant2lr 749 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝑇𝑥) ∈ ℋ)
24 simprr 773 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → 𝑦 ∈ ℋ)
25 ax-his2 31169 . . . . . 6 (((𝑆𝑥) ∈ ℋ ∧ (𝑇𝑥) ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → (((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)) ·ih 𝑦) = (((𝑆𝑥) ·ih 𝑦) + ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦)))
2621, 23, 24, 25syl3anc 1374 . . . . 5 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)) ·ih 𝑦) = (((𝑆𝑥) ·ih 𝑦) + ((𝑇𝑥) ·ih 𝑦)))
27 simprl 771 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → 𝑥 ∈ ℋ)
28 adjcl 32018 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ dom adj𝑦 ∈ ℋ) → ((adj𝑆)‘𝑦) ∈ ℋ)
2928ad2ant2rl 750 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((adj𝑆)‘𝑦) ∈ ℋ)
30 adjcl 32018 . . . . . . 7 ((𝑇 ∈ dom adj𝑦 ∈ ℋ) → ((adj𝑇)‘𝑦) ∈ ℋ)
3130ad2ant2l 747 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((adj𝑇)‘𝑦) ∈ ℋ)
32 his7 31176 . . . . . 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 1374 . . . . 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 2783 . . . 4 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝑥 ·ih (((adj𝑆)‘𝑦) + ((adj𝑇)‘𝑦))) = (((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)) ·ih 𝑦))
357, 10anim12i 614 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) → ((adj𝑆): ℋ⟶ ℋ ∧ (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ))
36 hosval 31826 . . . . . . . 8 (((adj𝑆): ℋ⟶ ℋ ∧ (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦) = (((adj𝑆)‘𝑦) + ((adj𝑇)‘𝑦)))
37363expa 1119 . . . . . . 7 ((((adj𝑆): ℋ⟶ ℋ ∧ (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ) ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦) = (((adj𝑆)‘𝑦) + ((adj𝑇)‘𝑦)))
3835, 37sylan 581 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦) = (((adj𝑆)‘𝑦) + ((adj𝑇)‘𝑦)))
3938adantrl 717 . . . . 5 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦) = (((adj𝑆)‘𝑦) + ((adj𝑇)‘𝑦)))
4039oveq2d 7376 . . . 4 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝑥 ·ih (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦)) = (𝑥 ·ih (((adj𝑆)‘𝑦) + ((adj𝑇)‘𝑦))))
411, 2anim12i 614 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) → (𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ))
42 hosval 31826 . . . . . . . 8 ((𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → ((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) = ((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)))
43423expa 1119 . . . . . . 7 (((𝑆: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ) ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → ((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) = ((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)))
4441, 43sylan 581 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → ((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) = ((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)))
4544adantrr 718 . . . . 5 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) = ((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)))
4645oveq1d 7375 . . . 4 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)) ·ih 𝑦))
4734, 40, 463eqtr4rd 2783 . . 3 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦)))
4847ralrimivva 3181 . 2 ((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) → ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦)))
49 adjeq 32021 . 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 1374 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 1542  wcel 2114  wral 3052  dom cdm 5624  wf 6488  cfv 6492  (class class class)co 7360   + caddc 11032  chba 31005   + cva 31006   ·ih csp 31008   +op chos 31024  adjcado 31041
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5302  ax-pr 5370  ax-un 7682  ax-resscn 11086  ax-1cn 11087  ax-icn 11088  ax-addcl 11089  ax-addrcl 11090  ax-mulcl 11091  ax-mulrcl 11092  ax-mulcom 11093  ax-addass 11094  ax-mulass 11095  ax-distr 11096  ax-i2m1 11097  ax-1ne0 11098  ax-1rid 11099  ax-rnegex 11100  ax-rrecex 11101  ax-cnre 11102  ax-pre-lttri 11103  ax-pre-lttrn 11104  ax-pre-ltadd 11105  ax-pre-mulgt0 11106  ax-hilex 31085  ax-hfvadd 31086  ax-hvcom 31087  ax-hvass 31088  ax-hv0cl 31089  ax-hvaddid 31090  ax-hfvmul 31091  ax-hvmulid 31092  ax-hvdistr2 31095  ax-hvmul0 31096  ax-hfi 31165  ax-his1 31168  ax-his2 31169  ax-his3 31170  ax-his4 31171
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-uni 4852  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-om 7811  df-2nd 7936  df-frecs 8224  df-wrecs 8255  df-recs 8304  df-rdg 8342  df-er 8636  df-map 8768  df-en 8887  df-dom 8888  df-sdom 8889  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-div 11799  df-nn 12166  df-2 12235  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-hvsub 31057  df-hosum 31816  df-adjh 31935
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator