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

Theorem adjadd 32022
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 31817 . . 3 (𝑆 ∈ dom adj𝑆: ℋ⟶ ℋ)
2 dmadjop 31817 . . 3 (𝑇 ∈ dom adj𝑇: ℋ⟶ ℋ)
3 hoaddcl 31687 . . 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 31824 . . . 4 (𝑆 ∈ dom adj → (adj𝑆) ∈ dom adj)
6 dmadjop 31817 . . . 4 ((adj𝑆) ∈ dom adj → (adj𝑆): ℋ⟶ ℋ)
75, 6syl 17 . . 3 (𝑆 ∈ dom adj → (adj𝑆): ℋ⟶ ℋ)
8 dmadjrn 31824 . . . 4 (𝑇 ∈ dom adj → (adj𝑇) ∈ dom adj)
9 dmadjop 31817 . . . 4 ((adj𝑇) ∈ dom adj → (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ)
108, 9syl 17 . . 3 (𝑇 ∈ dom adj → (adj𝑇): ℋ⟶ ℋ)
11 hoaddcl 31687 . . 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 31863 . . . . . . . 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 31863 . . . . . . . 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 7405 . . . . 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 7056 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ dom adj𝑥 ∈ ℋ) → (𝑆𝑥) ∈ ℋ)
2120ad2ant2r 747 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝑆𝑥) ∈ ℋ)
222ffvelcdmda 7056 . . . . . . 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 31012 . . . . . 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 31861 . . . . . . 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 31861 . . . . . . 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 31019 . . . . . 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 2775 . . . 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 31669 . . . . . . . 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 7403 . . . 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 31669 . . . . . . . 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 7402 . . . 4 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (((𝑆𝑥) + (𝑇𝑥)) ·ih 𝑦))
4734, 40, 463eqtr4rd 2775 . . 3 (((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦)))
4847ralrimivva 3180 . 2 ((𝑆 ∈ dom adj𝑇 ∈ dom adj) → ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (((𝑆 +op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (((adj𝑆) +op (adj𝑇))‘𝑦)))
49 adjeq 31864 . 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 2109  wral 3044  dom cdm 5638  wf 6507  cfv 6511  (class class class)co 7387   + caddc 11071  chba 30848   + cva 30849   ·ih csp 30851   +op chos 30867  adjcado 30884
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 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145  ax-hilex 30928  ax-hfvadd 30929  ax-hvcom 30930  ax-hvass 30931  ax-hv0cl 30932  ax-hvaddid 30933  ax-hfvmul 30934  ax-hvmulid 30935  ax-hvdistr2 30938  ax-hvmul0 30939  ax-hfi 31008  ax-his1 31011  ax-his2 31012  ax-his3 31013  ax-his4 31014
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 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-om 7843  df-2nd 7969  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-er 8671  df-map 8801  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-div 11836  df-nn 12187  df-2 12249  df-cj 15065  df-re 15066  df-im 15067  df-hvsub 30900  df-hosum 31659  df-adjh 31778
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator