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

Theorem adjadd 32071
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 31866 . . 3 (𝑆 ∈ dom adj𝑆: ℋ⟶ ℋ)
2 dmadjop 31866 . . 3 (𝑇 ∈ dom adj𝑇: ℋ⟶ ℋ)
3 hoaddcl 31736 . . 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 31873 . . . 4 (𝑆 ∈ dom adj → (adj𝑆) ∈ dom adj)
6 dmadjop 31866 . . . 4 ((adj𝑆) ∈ dom adj → (adj𝑆): ℋ⟶ ℋ)
75, 6syl 17 . . 3 (𝑆 ∈ dom adj → (adj𝑆): ℋ⟶ ℋ)
8 dmadjrn 31873 . . . 4 (𝑇 ∈ dom adj → (adj𝑇) ∈ dom adj)
9 dmadjop 31866 . . . 4 ((adj𝑇) ∈ dom adj → (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ)
108, 9syl 17 . . 3 (𝑇 ∈ dom adj → (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ)
11 hoaddcl 31736 . . 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 31912 . . . . . . . 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 31912 . . . . . . . 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 7364 . . . . 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 7017 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ dom adj𝑥 ∈ ℋ) → (𝑆𝑥) ∈ ℋ)
2120ad2ant2r 747 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝑆𝑥) ∈ ℋ)
222ffvelcdmda 7017 . . . . . . 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 31061 . . . . . 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 31910 . . . . . . 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 31910 . . . . . . 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 31068 . . . . . 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 2777 . . . 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 31718 . . . . . . . 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 7362 . . . 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 31718 . . . . . . . 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 7361 . . . 4 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)) ·ih 𝑦))
4734, 40, 463eqtr4rd 2777 . . 3 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦)))
4847ralrimivva 3175 . 2 ((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) → ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦)))
49 adjeq 31913 . 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 1541  wcel 2111  wral 3047  dom cdm 5616  wf 6477  cfv 6481  (class class class)co 7346   + caddc 11009  chba 30897   + cva 30898   ·ih csp 30900   +op chos 30916  adjcado 30933
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-rep 5217  ax-sep 5234  ax-nul 5244  ax-pow 5303  ax-pr 5370  ax-un 7668  ax-resscn 11063  ax-1cn 11064  ax-icn 11065  ax-addcl 11066  ax-addrcl 11067  ax-mulcl 11068  ax-mulrcl 11069  ax-mulcom 11070  ax-addass 11071  ax-mulass 11072  ax-distr 11073  ax-i2m1 11074  ax-1ne0 11075  ax-1rid 11076  ax-rnegex 11077  ax-rrecex 11078  ax-cnre 11079  ax-pre-lttri 11080  ax-pre-lttrn 11081  ax-pre-ltadd 11082  ax-pre-mulgt0 11083  ax-hilex 30977  ax-hfvadd 30978  ax-hvcom 30979  ax-hvass 30980  ax-hv0cl 30981  ax-hvaddid 30982  ax-hfvmul 30983  ax-hvmulid 30984  ax-hvdistr2 30987  ax-hvmul0 30988  ax-hfi 31057  ax-his1 31060  ax-his2 31061  ax-his3 31062  ax-his4 31063
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-nel 3033  df-ral 3048  df-rex 3057  df-rmo 3346  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4284  df-if 4476  df-pw 4552  df-sn 4577  df-pr 4579  df-op 4583  df-uni 4860  df-iun 4943  df-br 5092  df-opab 5154  df-mpt 5173  df-tr 5199  df-id 5511  df-eprel 5516  df-po 5524  df-so 5525  df-fr 5569  df-we 5571  df-xp 5622  df-rel 5623  df-cnv 5624  df-co 5625  df-dm 5626  df-rn 5627  df-res 5628  df-ima 5629  df-pred 6248  df-ord 6309  df-on 6310  df-lim 6311  df-suc 6312  df-iota 6437  df-fun 6483  df-fn 6484  df-f 6485  df-f1 6486  df-fo 6487  df-f1o 6488  df-fv 6489  df-riota 7303  df-ov 7349  df-oprab 7350  df-mpo 7351  df-om 7797  df-2nd 7922  df-frecs 8211  df-wrecs 8242  df-recs 8291  df-rdg 8329  df-er 8622  df-map 8752  df-en 8870  df-dom 8871  df-sdom 8872  df-pnf 11148  df-mnf 11149  df-xr 11150  df-ltxr 11151  df-le 11152  df-sub 11346  df-neg 11347  df-div 11775  df-nn 12126  df-2 12188  df-cj 15006  df-re 15007  df-im 15008  df-hvsub 30949  df-hosum 31708  df-adjh 31827
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator