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

Theorem adjadd 32180
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 31975 . . 3 (𝑆 ∈ dom adj𝑆: ℋ⟶ ℋ)
2 dmadjop 31975 . . 3 (𝑇 ∈ dom adj𝑇: ℋ⟶ ℋ)
3 hoaddcl 31845 . . 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 31982 . . . 4 (𝑆 ∈ dom adj → (adj𝑆) ∈ dom adj)
6 dmadjop 31975 . . . 4 ((adj𝑆) ∈ dom adj → (adj𝑆): ℋ⟶ ℋ)
75, 6syl 17 . . 3 (𝑆 ∈ dom adj → (adj𝑆): ℋ⟶ ℋ)
8 dmadjrn 31982 . . . 4 (𝑇 ∈ dom adj → (adj𝑇) ∈ dom adj)
9 dmadjop 31975 . . . 4 ((adj𝑇) ∈ dom adj → (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ)
108, 9syl 17 . . 3 (𝑇 ∈ dom adj → (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ)
11 hoaddcl 31845 . . 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 32021 . . . . . . . 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 32021 . . . . . . . 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 7386 . . . . 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 7038 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ dom adj𝑥 ∈ ℋ) → (𝑆𝑥) ∈ ℋ)
2120ad2ant2r 748 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝑆𝑥) ∈ ℋ)
222ffvelcdmda 7038 . . . . . . 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 31170 . . . . . 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 32019 . . . . . . 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 32019 . . . . . . 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 31177 . . . . . 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 31827 . . . . . . . 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 7384 . . . 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 31827 . . . . . . . 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 7383 . . . 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 32022 . 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 5632  wf 6496  cfv 6500  (class class class)co 7368   + caddc 11041  chba 31006   + cva 31007   ·ih csp 31009   +op chos 31025  adjcado 31042
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 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-hilex 31086  ax-hfvadd 31087  ax-hvcom 31088  ax-hvass 31089  ax-hv0cl 31090  ax-hvaddid 31091  ax-hfvmul 31092  ax-hvmulid 31093  ax-hvdistr2 31096  ax-hvmul0 31097  ax-hfi 31166  ax-his1 31169  ax-his2 31170  ax-his3 31171  ax-his4 31172
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 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-om 7819  df-2nd 7944  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-er 8645  df-map 8777  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-div 11807  df-nn 12158  df-2 12220  df-cj 15034  df-re 15035  df-im 15036  df-hvsub 31058  df-hosum 31817  df-adjh 31936
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator