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

Theorem adjmul 32676
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 32472 . . 3 (𝑇 ∈ dom adjℎ → 𝑇: ℋ⟶ ℋ)
2 homulcl 32343 . . 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 15252 . . 3 (𝐴 ∈ ℂ → (∗‘𝐴) ∈ ℂ)
5 dmadjrn 32479 . . . 4 (𝑇 ∈ dom adjℎ → (adjℎ‘𝑇) ∈ dom adjℎ)
6 dmadjop 32472 . . . 4 ((adjℎ‘𝑇) ∈ dom adjℎ → (adjℎ‘𝑇): ℋ⟶ ℋ)
75, 6syl 18 . . 3 (𝑇 ∈ dom adjℎ → (adjℎ‘𝑇): ℋ⟶ ℋ)
8 homulcl 32343 . . 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 32518 . . . . . . . 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 7428 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (𝐴 · ((𝑇‘𝑥) ·ih 𝑦)) = (𝐴 · (𝑥 ·ih ((adjℎ‘𝑇)‘𝑦))))
141ffvelcdmda 7076 . . . . . . . . 9 ((𝑇 ∈ dom adjℎ ∧ 𝑥 ∈ ℋ) → (𝑇‘𝑥) ∈ ℋ)
15 ax-his3 31668 . . . . . . . . 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 32516 . . . . . . 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 31671 . . . . . 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 1398 . . . . 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 2806 . . . 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 32325 . . . . . . . 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 7427 . . . 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 32325 . . . . . . . 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 7428 . . . 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 2806 . . 3 (((𝐴 ∈ ℂ ∧ 𝑇 ∈ dom adjℎ) ∧ (𝑥 ∈ ℋ ∧ 𝑦 ∈ ℋ)) → (((𝐴 ·op 𝑇)‘𝑥) ·ih 𝑦) = (𝑥 ·ih (((∗‘𝐴) ·op (adjℎ‘𝑇))‘𝑦)))
3938ralrimivva 3206 . 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 32519 . 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 1398 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 2145  ∀wral 3077  dom cdm 5651  ⟶wf 6527  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412  ℂcc 11179   · cmul 11186  ∗ccj 15243   ℋchba 31503   ·ℎ csm 31505   ·ih csp 31506   ·op chot 31523  adjℎcado 31539
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258  ax-hilex 31583  ax-hfvadd 31584  ax-hvcom 31585  ax-hvass 31586  ax-hv0cl 31587  ax-hvaddid 31588  ax-hfvmul 31589  ax-hvmulid 31590  ax-hvdistr2 31593  ax-hvmul0 31594  ax-hfi 31663  ax-his1 31666  ax-his2 31667  ax-his3 31668  ax-his4 31669
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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7867  df-2nd 7991  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-er 8701  df-map 8833  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-div 11955  df-nn 12317  df-2 12386  df-cj 15246  df-re 15247  df-im 15248  df-hvsub 31555  df-homul 32315  df-adjh 32433
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator