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

Theorem lnopl 31154
Description: Basic linearity property of a linear Hilbert space operator. (Contributed by NM, 22-Jan-2006.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
lnopl (((๐‘‡ โˆˆ LinOp โˆง ๐ด โˆˆ โ„‚) โˆง (๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„‹)) โ†’ (๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐ต) +โ„Ž ๐ถ)) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ต)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ถ)))

Proof of Theorem lnopl
Dummy variables ๐‘ฅ ๐‘ฆ ๐‘ง are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ellnop 31098 . . . . . 6 (๐‘‡ โˆˆ LinOp โ†” (๐‘‡: โ„‹โŸถ โ„‹ โˆง โˆ€๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ โˆ€๐‘ง โˆˆ โ„‹ (๐‘‡โ€˜((๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐‘ฆ) +โ„Ž ๐‘ง)) = ((๐‘ฅ ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฆ)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ง))))
21simprbi 497 . . . . 5 (๐‘‡ โˆˆ LinOp โ†’ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ โˆ€๐‘ง โˆˆ โ„‹ (๐‘‡โ€˜((๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐‘ฆ) +โ„Ž ๐‘ง)) = ((๐‘ฅ ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฆ)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ง)))
3 oveq1 7412 . . . . . . . 8 (๐‘ฅ = ๐ด โ†’ (๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐‘ฆ) = (๐ด ยทโ„Ž ๐‘ฆ))
43fvoveq1d 7427 . . . . . . 7 (๐‘ฅ = ๐ด โ†’ (๐‘‡โ€˜((๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐‘ฆ) +โ„Ž ๐‘ง)) = (๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐‘ฆ) +โ„Ž ๐‘ง)))
5 oveq1 7412 . . . . . . . 8 (๐‘ฅ = ๐ด โ†’ (๐‘ฅ ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฆ)) = (๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฆ)))
65oveq1d 7420 . . . . . . 7 (๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ((๐‘ฅ ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฆ)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ง)) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฆ)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ง)))
74, 6eqeq12d 2748 . . . . . 6 (๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ((๐‘‡โ€˜((๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐‘ฆ) +โ„Ž ๐‘ง)) = ((๐‘ฅ ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฆ)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ง)) โ†” (๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐‘ฆ) +โ„Ž ๐‘ง)) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฆ)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ง))))
8 oveq2 7413 . . . . . . . 8 (๐‘ฆ = ๐ต โ†’ (๐ด ยทโ„Ž ๐‘ฆ) = (๐ด ยทโ„Ž ๐ต))
98fvoveq1d 7427 . . . . . . 7 (๐‘ฆ = ๐ต โ†’ (๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐‘ฆ) +โ„Ž ๐‘ง)) = (๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐ต) +โ„Ž ๐‘ง)))
10 fveq2 6888 . . . . . . . . 9 (๐‘ฆ = ๐ต โ†’ (๐‘‡โ€˜๐‘ฆ) = (๐‘‡โ€˜๐ต))
1110oveq2d 7421 . . . . . . . 8 (๐‘ฆ = ๐ต โ†’ (๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฆ)) = (๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ต)))
1211oveq1d 7420 . . . . . . 7 (๐‘ฆ = ๐ต โ†’ ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฆ)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ง)) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ต)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ง)))
139, 12eqeq12d 2748 . . . . . 6 (๐‘ฆ = ๐ต โ†’ ((๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐‘ฆ) +โ„Ž ๐‘ง)) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฆ)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ง)) โ†” (๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐ต) +โ„Ž ๐‘ง)) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ต)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ง))))
14 oveq2 7413 . . . . . . . 8 (๐‘ง = ๐ถ โ†’ ((๐ด ยทโ„Ž ๐ต) +โ„Ž ๐‘ง) = ((๐ด ยทโ„Ž ๐ต) +โ„Ž ๐ถ))
1514fveq2d 6892 . . . . . . 7 (๐‘ง = ๐ถ โ†’ (๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐ต) +โ„Ž ๐‘ง)) = (๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐ต) +โ„Ž ๐ถ)))
16 fveq2 6888 . . . . . . . 8 (๐‘ง = ๐ถ โ†’ (๐‘‡โ€˜๐‘ง) = (๐‘‡โ€˜๐ถ))
1716oveq2d 7421 . . . . . . 7 (๐‘ง = ๐ถ โ†’ ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ต)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ง)) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ต)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ถ)))
1815, 17eqeq12d 2748 . . . . . 6 (๐‘ง = ๐ถ โ†’ ((๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐ต) +โ„Ž ๐‘ง)) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ต)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ง)) โ†” (๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐ต) +โ„Ž ๐ถ)) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ต)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ถ))))
197, 13, 18rspc3v 3626 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„‹) โ†’ (โˆ€๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€๐‘ฆ โˆˆ โ„‹ โˆ€๐‘ง โˆˆ โ„‹ (๐‘‡โ€˜((๐‘ฅ ยทโ„Ž ๐‘ฆ) +โ„Ž ๐‘ง)) = ((๐‘ฅ ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ฆ)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐‘ง)) โ†’ (๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐ต) +โ„Ž ๐ถ)) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ต)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ถ))))
202, 19syl5 34 . . . 4 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง ๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„‹) โ†’ (๐‘‡ โˆˆ LinOp โ†’ (๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐ต) +โ„Ž ๐ถ)) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ต)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ถ))))
21203expb 1120 . . 3 ((๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง (๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„‹)) โ†’ (๐‘‡ โˆˆ LinOp โ†’ (๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐ต) +โ„Ž ๐ถ)) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ต)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ถ))))
2221impcom 408 . 2 ((๐‘‡ โˆˆ LinOp โˆง (๐ด โˆˆ โ„‚ โˆง (๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„‹))) โ†’ (๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐ต) +โ„Ž ๐ถ)) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ต)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ถ)))
2322anassrs 468 1 (((๐‘‡ โˆˆ LinOp โˆง ๐ด โˆˆ โ„‚) โˆง (๐ต โˆˆ โ„‹ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„‹)) โ†’ (๐‘‡โ€˜((๐ด ยทโ„Ž ๐ต) +โ„Ž ๐ถ)) = ((๐ด ยทโ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ต)) +โ„Ž (๐‘‡โ€˜๐ถ)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 396   โˆง w3a 1087   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106  โˆ€wral 3061  โŸถwf 6536  โ€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  โ„‚cc 11104   โ„‹chba 30159   +โ„Ž cva 30160   ยทโ„Ž csm 30161  LinOpclo 30187
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-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-hilex 30239
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  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-ral 3062  df-rex 3071  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-br 5148  df-opab 5210  df-id 5573  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-fv 6548  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-map 8818  df-lnop 31081
This theorem is referenced by:  lnop0  31206  lnopmul  31207  lnopli  31208
  Copyright terms: Public domain W3C validator