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

Theorem adjmul 32727
Description: The adjoint of the scalar product of an operator. Theorem 3.11(ii) of [Beran] p. 106. (Contributed by NM, 21-Feb-2006.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
adjmul ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) → (adjℎ‘(𝐴 ·op 𝑇)) = ((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇)))

Proof of Theorem adjmul
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dmadjop 32523 . . 3 (𝑇 ∈ dom adjℎ → 𝑇: ℋ⟶ ℋ)
2 homulcl 32394 . . 3 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ) → (𝐴 ·op 𝑇): ℋ⟶ ℋ)
31, 2sylan2 605 . 2 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) → (𝐴 ·op 𝑇): ℋ⟶ ℋ)
4 cjcl 15304 . . 3 (𝐴 ∈ ℂ → (∗‘𝐴) ∈ ℂ)
5 dmadjrn 32530 . . . 4 (𝑇 ∈ dom adjℎ → (adjℎ‘𝑇) ∈ dom adjℎ)
6 dmadjop 32523 . . . 4 ((adjℎ‘𝑇) ∈ dom adjℎ → (adjℎ‘𝑇): ℋ⟶ ℋ)
75, 6syl 18 . . 3 (𝑇 ∈ dom adjℎ → (adjℎ‘𝑇): ℋ⟶ ℋ)
8 homulcl 32394 . . 3 (((∗‘𝐴) ∈ ℂ ∧ (adjℎ‘𝑇): ℋ⟶ ℋ) → ((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇)): ℋ⟶ ℋ)
94, 7, 8syl2an 608 . 2 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) → ((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇)): ℋ⟶ ℋ)
10 adj2 32569 . . . . . . . 8 ((𝑇 ∈ dom adjℎ ∧ 𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦)))
11103expb 1138 . . . . . . 7 ((𝑇 ∈ dom adjℎ ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦)))
1211adantll 727 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦)))
1312oveq2d 7462 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝐴 · ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦)) = (𝐴 · (𝑥 ·ih ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦))))
141ffvelcdmda 7111 . . . . . . . . 9 ((𝑇 ∈ dom adjℎ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (𝑇‘𝑥) ∈ ℋ)
15 ax-his3 31719 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑇‘𝑥) ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → ((𝐴 ·ℎ (𝑇‘𝑥)) ·ih 𝑦) = (𝐴 · ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦)))
1614, 15syl3an2 1182 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑇 ∈ dom adjℎ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → ((𝐴 ·ℎ (𝑇‘𝑥)) ·ih 𝑦) = (𝐴 · ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦)))
17163exp 1137 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℂ → ((𝑇 ∈ dom adjℎ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (𝑦 ∈ ℋ → ((𝐴 ·ℎ (𝑇‘𝑥)) ·ih 𝑦) = (𝐴 · ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦)))))
1817expd 421 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℂ → (𝑇 ∈ dom adjℎ → (𝑥 ∈ ℋ → (𝑦 ∈ ℋ → ((𝐴 ·ℎ (𝑇‘𝑥)) ·ih 𝑦) = (𝐴 · ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦))))))
1918imp43 433 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝐴 ·ℎ (𝑇‘𝑥)) ·ih 𝑦) = (𝐴 · ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦)))
20 simpll 779 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → 𝐴 ∈ ℂ)
21 simprl 783 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → 𝑥 ∈ ℋ)
22 adjcl 32567 . . . . . . 7 ((𝑇 ∈ dom adjℎ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦) ∈ ℋ)
2322ad2ant2l 759 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦) ∈ ℋ)
24 his52 31722 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℋ ∧ ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦) ∈ ℋ) → (𝑥 ·ih ((∗‘𝐴) ·ℎ ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦))) = (𝐴 · (𝑥 ·ih ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦))))
2520, 21, 23, 24syl3anc 1399 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝑥 ·ih ((∗‘𝐴) ·ℎ ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦))) = (𝐴 · (𝑥 ·ih ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦))))
2613, 19, 253eqtr4d 2808 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝐴 ·ℎ (𝑇‘𝑥)) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih ((∗‘𝐴) ·ℎ ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦))))
27 homval 32376 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → ((𝐴 ·op 𝑇)‘𝑥) = (𝐴 ·ℎ (𝑇‘𝑥)))
281, 27syl3an2 1182 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → ((𝐴 ·op 𝑇)‘𝑥) = (𝐴 ·ℎ (𝑇‘𝑥)))
29283expa 1136 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → ((𝐴 ·op 𝑇)‘𝑥) = (𝐴 ·ℎ (𝑇‘𝑥)))
3029adantrr 730 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → ((𝐴 ·op 𝑇)‘𝑥) = (𝐴 ·ℎ (𝑇‘𝑥)))
3130oveq1d 7461 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((𝐴 ·op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = ((𝐴 ·ℎ (𝑇‘𝑥)) ·ih 𝑦))
32 id 23 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℋ → 𝑦 ∈ ℋ)
33 homval 32376 . . . . . . . 8 (((∗‘𝐴) ∈ ℂ ∧ (adjℎ‘𝑇): ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → (((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇))‘𝑦) = ((∗‘𝐴) ·ℎ ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦)))
344, 7, 32, 33syl3an 1178 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → (((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇))‘𝑦) = ((∗‘𝐴) ·ℎ ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦)))
35343expa 1136 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ 𝑦 ∈ ℋ) → (((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇))‘𝑦) = ((∗‘𝐴) ·ℎ ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦)))
3635adantrl 729 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇))‘𝑦) = ((∗‘𝐴) ·ℎ ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦)))
3736oveq2d 7462 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝑥 ·ih (((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇))‘𝑦)) = (𝑥 ·ih ((∗‘𝐴) ·ℎ ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦))))
3826, 31, 373eqtr4d 2808 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((𝐴 ·op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇))‘𝑦)))
3938ralrimivva 3209 . 2 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) → ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (((𝐴 ·op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇))‘𝑦)))
40 adjeq 32570 . 2 (((𝐴 ·op 𝑇): ℋ⟶ ℋ ∧ ((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇)): ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (((𝐴 ·op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇))‘𝑦))) → (adjℎ‘(𝐴 ·op 𝑇)) = ((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇)))
413, 9, 39, 40syl3anc 1399 1 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) → (adjℎ‘(𝐴 ·op 𝑇)) = ((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  dom cdm 5656  ⟶wf 6557  ‘cfv 6561  (class class class)co 7446  ℂcc 11228   · cmul 11235  ∗ccj 15295   ℋchba 31554   ·ℎ csm 31556   ·ih csp 31557   ·op chot 31574  adjℎcado 31590
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7778  ax-resscn 11287  ax-1cn 11288  ax-icn 11289  ax-addcl 11290  ax-addrcl 11291  ax-mulcl 11292  ax-mulrcl 11293  ax-mulcom 11294  ax-addass 11295  ax-mulass 11296  ax-distr 11297  ax-i2m1 11298  ax-1ne0 11299  ax-1rid 11300  ax-rnegex 11301  ax-rrecex 11302  ax-cnre 11303  ax-pre-lttri 11304  ax-pre-lttrn 11305  ax-pre-ltadd 11306  ax-pre-mulgt0 11307  ax-hilex 31634  ax-hfvadd 31635  ax-hvcom 31636  ax-hvass 31637  ax-hv0cl 31638  ax-hvaddid 31639  ax-hfvmul 31640  ax-hvmulid 31641  ax-hvdistr2 31644  ax-hvmul0 31645  ax-hfi 31714  ax-his1 31717  ax-his2 31718  ax-his3 31719  ax-his4 31720
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6325  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6515  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7403  df-ov 7449  df-oprab 7450  df-mpo 7451  df-om 7905  df-2nd 8029  df-frecs 8330  df-wrecs 8361  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-er 8748  df-map 8880  df-en 9005  df-dom 9006  df-sdom 9007  df-pnf 11375  df-mnf 11376  df-xr 11377  df-ltxr 11378  df-le 11379  df-sub 11573  df-neg 11574  df-div 12004  df-nn 12366  df-2 12435  df-cj 15298  df-re 15299  df-im 15300  df-hvsub 31606  df-homul 32366  df-adjh 32484
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator