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

Theorem adjmul 31600
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 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โ†’ (adjโ„Žโ€˜(๐ด ยทop ๐‘‡)) = ((โˆ—โ€˜๐ด) ยทop (adjโ„Žโ€˜๐‘‡)))

Proof of Theorem adjmul
Dummy variables ๐‘ฅ ๐‘ฆ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dmadjop 31396 . . 3 (๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž โ†’ ๐‘‡: โ„‹โŸถ โ„‹)
2 homulcl 31267 . . 3 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡: โ„‹โŸถ โ„‹) โ†’ (๐ด ยทop ๐‘‡): โ„‹โŸถ โ„‹)
31, 2sylan2 593 . 2 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โ†’ (๐ด ยทop ๐‘‡): โ„‹โŸถ โ„‹)
4 cjcl 15056 . . 3 (๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ (โˆ—โ€˜๐ด) โˆˆ โ„‚)
5 dmadjrn 31403 . . . 4 (๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž โ†’ (adjโ„Žโ€˜๐‘‡) โˆˆ dom adjโ„Ž)
6 dmadjop 31396 . . . 4 ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡) โˆˆ dom adjโ„Ž โ†’ (adjโ„Žโ€˜๐‘‡): โ„‹โŸถ โ„‹)
75, 6syl 17 . . 3 (๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž โ†’ (adjโ„Žโ€˜๐‘‡): โ„‹โŸถ โ„‹)
8 homulcl 31267 . . 3 (((โˆ—โ€˜๐ด) โˆˆ โ„‚ โˆง (adjโ„Žโ€˜๐‘‡): โ„‹โŸถ โ„‹) โ†’ ((โˆ—โ€˜๐ด) ยทop (adjโ„Žโ€˜๐‘‡)): โ„‹โŸถ โ„‹)
94, 7, 8syl2an 596 . 2 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โ†’ ((โˆ—โ€˜๐ด) ยทop (adjโ„Žโ€˜๐‘‡)): โ„‹โŸถ โ„‹)
10 adj2 31442 . . . . . . . 8 ((๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹) โ†’ ((๐‘‡โ€˜๐‘ฅ) ยทih ๐‘ฆ) = (๐‘ฅ ยทih ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ)))
11103expb 1120 . . . . . . 7 ((๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž โˆง (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)) โ†’ ((๐‘‡โ€˜๐‘ฅ) ยทih ๐‘ฆ) = (๐‘ฅ ยทih ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ)))
1211adantll 712 . . . . . 6 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)) โ†’ ((๐‘‡โ€˜๐‘ฅ) ยทih ๐‘ฆ) = (๐‘ฅ ยทih ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ)))
1312oveq2d 7427 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)) โ†’ (๐ด ยท ((๐‘‡โ€˜๐‘ฅ) ยทih ๐‘ฆ)) = (๐ด ยท (๐‘ฅ ยทih ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ))))
141ffvelcdmda 7086 . . . . . . . . 9 ((๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹) โ†’ (๐‘‡โ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„‹)
15 ax-his3 30592 . . . . . . . . 9 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง (๐‘‡โ€˜๐‘ฅ) โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹) โ†’ ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฅ)) ยทih ๐‘ฆ) = (๐ด ยท ((๐‘‡โ€˜๐‘ฅ) ยทih ๐‘ฆ)))
1614, 15syl3an2 1164 . . . . . . . 8 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง (๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹) โ†’ ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฅ)) ยทih ๐‘ฆ) = (๐ด ยท ((๐‘‡โ€˜๐‘ฅ) ยทih ๐‘ฆ)))
17163exp 1119 . . . . . . 7 (๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ ((๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹) โ†’ (๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ โ†’ ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฅ)) ยทih ๐‘ฆ) = (๐ด ยท ((๐‘‡โ€˜๐‘ฅ) ยทih ๐‘ฆ)))))
1817expd 416 . . . . . 6 (๐ด โˆˆ โ„‚ โ†’ (๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž โ†’ (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โ†’ (๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ โ†’ ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฅ)) ยทih ๐‘ฆ) = (๐ด ยท ((๐‘‡โ€˜๐‘ฅ) ยทih ๐‘ฆ))))))
1918imp43 428 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)) โ†’ ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฅ)) ยทih ๐‘ฆ) = (๐ด ยท ((๐‘‡โ€˜๐‘ฅ) ยทih ๐‘ฆ)))
20 simpll 765 . . . . . 6 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚)
21 simprl 769 . . . . . 6 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹)
22 adjcl 31440 . . . . . . 7 ((๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹) โ†’ ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ) โˆˆ โ„‹)
2322ad2ant2l 744 . . . . . 6 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)) โ†’ ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ) โˆˆ โ„‹)
24 his52 30595 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ) โˆˆ โ„‹) โ†’ (๐‘ฅ ยทih ((โˆ—โ€˜๐ด) ยทโ„Ž ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ))) = (๐ด ยท (๐‘ฅ ยทih ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ))))
2520, 21, 23, 24syl3anc 1371 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)) โ†’ (๐‘ฅ ยทih ((โˆ—โ€˜๐ด) ยทโ„Ž ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ))) = (๐ด ยท (๐‘ฅ ยทih ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ))))
2613, 19, 253eqtr4d 2782 . . . 4 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)) โ†’ ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฅ)) ยทih ๐‘ฆ) = (๐‘ฅ ยทih ((โˆ—โ€˜๐ด) ยทโ„Ž ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ))))
27 homval 31249 . . . . . . . 8 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡: โ„‹โŸถ โ„‹ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹) โ†’ ((๐ด ยทop ๐‘‡)โ€˜๐‘ฅ) = (๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฅ)))
281, 27syl3an2 1164 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹) โ†’ ((๐ด ยทop ๐‘‡)โ€˜๐‘ฅ) = (๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฅ)))
29283expa 1118 . . . . . 6 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„‹) โ†’ ((๐ด ยทop ๐‘‡)โ€˜๐‘ฅ) = (๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฅ)))
3029adantrr 715 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)) โ†’ ((๐ด ยทop ๐‘‡)โ€˜๐‘ฅ) = (๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฅ)))
3130oveq1d 7426 . . . 4 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)) โ†’ (((๐ด ยทop ๐‘‡)โ€˜๐‘ฅ) ยทih ๐‘ฆ) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฅ)) ยทih ๐‘ฆ))
32 id 22 . . . . . . . 8 (๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)
33 homval 31249 . . . . . . . 8 (((โˆ—โ€˜๐ด) โˆˆ โ„‚ โˆง (adjโ„Žโ€˜๐‘‡): โ„‹โŸถ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹) โ†’ (((โˆ—โ€˜๐ด) ยทop (adjโ„Žโ€˜๐‘‡))โ€˜๐‘ฆ) = ((โˆ—โ€˜๐ด) ยทโ„Ž ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ)))
344, 7, 32, 33syl3an 1160 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹) โ†’ (((โˆ—โ€˜๐ด) ยทop (adjโ„Žโ€˜๐‘‡))โ€˜๐‘ฆ) = ((โˆ—โ€˜๐ด) ยทโ„Ž ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ)))
35343expa 1118 . . . . . 6 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹) โ†’ (((โˆ—โ€˜๐ด) ยทop (adjโ„Žโ€˜๐‘‡))โ€˜๐‘ฆ) = ((โˆ—โ€˜๐ด) ยทโ„Ž ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ)))
3635adantrl 714 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)) โ†’ (((โˆ—โ€˜๐ด) ยทop (adjโ„Žโ€˜๐‘‡))โ€˜๐‘ฆ) = ((โˆ—โ€˜๐ด) ยทโ„Ž ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ)))
3736oveq2d 7427 . . . 4 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)) โ†’ (๐‘ฅ ยทih (((โˆ—โ€˜๐ด) ยทop (adjโ„Žโ€˜๐‘‡))โ€˜๐‘ฆ)) = (๐‘ฅ ยทih ((โˆ—โ€˜๐ด) ยทโ„Ž ((adjโ„Žโ€˜๐‘‡)โ€˜๐‘ฆ))))
3826, 31, 373eqtr4d 2782 . . 3 (((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โˆง (๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„‹)) โ†’ (((๐ด ยทop ๐‘‡)โ€˜๐‘ฅ) ยทih ๐‘ฆ) = (๐‘ฅ ยทih (((โˆ—โ€˜๐ด) ยทop (adjโ„Žโ€˜๐‘‡))โ€˜๐‘ฆ)))
3938ralrimivva 3200 . 2 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โ†’ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆ€๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ (((๐ด ยทop ๐‘‡)โ€˜๐‘ฅ) ยทih ๐‘ฆ) = (๐‘ฅ ยทih (((โˆ—โ€˜๐ด) ยทop (adjโ„Žโ€˜๐‘‡))โ€˜๐‘ฆ)))
40 adjeq 31443 . 2 (((๐ด ยทop ๐‘‡): โ„‹โŸถ โ„‹ โˆง ((โˆ—โ€˜๐ด) ยทop (adjโ„Žโ€˜๐‘‡)): โ„‹โŸถ โ„‹ โˆง โˆ€๐‘ฅ โˆˆ โ„‹ โˆ€๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ (((๐ด ยทop ๐‘‡)โ€˜๐‘ฅ) ยทih ๐‘ฆ) = (๐‘ฅ ยทih (((โˆ—โ€˜๐ด) ยทop (adjโ„Žโ€˜๐‘‡))โ€˜๐‘ฆ))) โ†’ (adjโ„Žโ€˜(๐ด ยทop ๐‘‡)) = ((โˆ—โ€˜๐ด) ยทop (adjโ„Žโ€˜๐‘‡)))
413, 9, 39, 40syl3anc 1371 1 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐‘‡ โˆˆ dom adjโ„Ž) โ†’ (adjโ„Žโ€˜(๐ด ยทop ๐‘‡)) = ((โˆ—โ€˜๐ด) ยทop (adjโ„Žโ€˜๐‘‡)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 396   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106  โˆ€wral 3061  dom cdm 5676  โŸถwf 6539  โ€˜cfv 6543  (class class class)co 7411  โ„‚cc 11110   ยท cmul 11117  โˆ—ccj 15047   โ„‹chba 30427   ยทโ„Ž csm 30429   ยทih csp 30430   ยทop chot 30447  adjโ„Žcado 30463
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-hilex 30507  ax-hfvadd 30508  ax-hvcom 30509  ax-hvass 30510  ax-hv0cl 30511  ax-hvaddid 30512  ax-hfvmul 30513  ax-hvmulid 30514  ax-hvdistr2 30517  ax-hvmul0 30518  ax-hfi 30587  ax-his1 30590  ax-his2 30591  ax-his3 30592  ax-his4 30593
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-id 5574  df-po 5588  df-so 5589  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-er 8705  df-map 8824  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-2 12279  df-cj 15050  df-re 15051  df-im 15052  df-hvsub 30479  df-homul 31239  df-adjh 31357
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator