Metamath Proof Explorer


Theorem adjadd

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.)

Ref Expression
Assertion adjadd ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h → adj h ⁡ S + op T = adj h ⁡ S + op adj h ⁡ T

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dmadjop ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h → S : ℋ ⟶ ℋ
2 dmadjop ⊢ T ∈ dom ⁡ adj h → T : ℋ ⟶ ℋ
3 hoaddcl ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ → S + op T : ℋ ⟶ ℋ
4 1 2 3 syl2an ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h → S + op T : ℋ ⟶ ℋ
5 dmadjrn ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h → adj h ⁡ S ∈ dom ⁡ adj h
6 dmadjop ⊢ adj h ⁡ S ∈ dom ⁡ adj h → adj h ⁡ S : ℋ ⟶ ℋ
7 5 6 syl ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h → adj h ⁡ S : ℋ ⟶ ℋ
8 dmadjrn ⊢ T ∈ dom ⁡ adj h → adj h ⁡ T ∈ dom ⁡ adj h
9 dmadjop ⊢ adj h ⁡ T ∈ dom ⁡ adj h → adj h ⁡ T : ℋ ⟶ ℋ
10 8 9 syl ⊢ T ∈ dom ⁡ adj h → adj h ⁡ T : ℋ ⟶ ℋ
11 hoaddcl ⊢ adj h ⁡ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ adj h ⁡ T : ℋ ⟶ ℋ → adj h ⁡ S + op adj h ⁡ T : ℋ ⟶ ℋ
12 7 10 11 syl2an ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h → adj h ⁡ S + op adj h ⁡ T : ℋ ⟶ ℋ
13 adj2 ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → S ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih adj h ⁡ S ⁡ y
14 13 3expb ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → S ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih adj h ⁡ S ⁡ y
15 14 adantlr ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → S ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih adj h ⁡ S ⁡ y
16 adj2 ⊢ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → T ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih adj h ⁡ T ⁡ y
17 16 3expb ⊢ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → T ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih adj h ⁡ T ⁡ y
18 17 adantll ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → T ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih adj h ⁡ T ⁡ y
19 15 18 oveq12d ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → S ⁡ x ⋅ ih y + T ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih adj h ⁡ S ⁡ y + x ⋅ ih adj h ⁡ T ⁡ y
20 1 ffvelcdmda ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ → S ⁡ x ∈ ℋ
21 20 ad2ant2r ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → S ⁡ x ∈ ℋ
22 2 ffvelcdmda ⊢ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ → T ⁡ x ∈ ℋ
23 22 ad2ant2lr ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → T ⁡ x ∈ ℋ
24 simprr ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → y ∈ ℋ
25 ax-his2 ⊢ S ⁡ x ∈ ℋ ∧ T ⁡ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → S ⁡ x + ℎ T ⁡ x ⋅ ih y = S ⁡ x ⋅ ih y + T ⁡ x ⋅ ih y
26 21 23 24 25 syl3anc ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → S ⁡ x + ℎ T ⁡ x ⋅ ih y = S ⁡ x ⋅ ih y + T ⁡ x ⋅ ih y
27 simprl ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → x ∈ ℋ
28 adjcl ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ y ∈ ℋ → adj h ⁡ S ⁡ y ∈ ℋ
29 28 ad2ant2rl ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → adj h ⁡ S ⁡ y ∈ ℋ
30 adjcl ⊢ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ y ∈ ℋ → adj h ⁡ T ⁡ y ∈ ℋ
31 30 ad2ant2l ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → adj h ⁡ T ⁡ y ∈ ℋ
32 his7 ⊢ x ∈ ℋ ∧ adj h ⁡ S ⁡ y ∈ ℋ ∧ adj h ⁡ T ⁡ y ∈ ℋ → x ⋅ ih adj h ⁡ S ⁡ y + ℎ adj h ⁡ T ⁡ y = x ⋅ ih adj h ⁡ S ⁡ y + x ⋅ ih adj h ⁡ T ⁡ y
33 27 29 31 32 syl3anc ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → x ⋅ ih adj h ⁡ S ⁡ y + ℎ adj h ⁡ T ⁡ y = x ⋅ ih adj h ⁡ S ⁡ y + x ⋅ ih adj h ⁡ T ⁡ y
34 19 26 33 3eqtr4rd ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → x ⋅ ih adj h ⁡ S ⁡ y + ℎ adj h ⁡ T ⁡ y = S ⁡ x + ℎ T ⁡ x ⋅ ih y
35 7 10 anim12i ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h → adj h ⁡ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ adj h ⁡ T : ℋ ⟶ ℋ
36 hosval ⊢ adj h ⁡ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ adj h ⁡ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ y ∈ ℋ → adj h ⁡ S + op adj h ⁡ T ⁡ y = adj h ⁡ S ⁡ y + ℎ adj h ⁡ T ⁡ y
37 36 3expa ⊢ adj h ⁡ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ adj h ⁡ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ y ∈ ℋ → adj h ⁡ S + op adj h ⁡ T ⁡ y = adj h ⁡ S ⁡ y + ℎ adj h ⁡ T ⁡ y
38 35 37 sylan ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ y ∈ ℋ → adj h ⁡ S + op adj h ⁡ T ⁡ y = adj h ⁡ S ⁡ y + ℎ adj h ⁡ T ⁡ y
39 38 adantrl ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → adj h ⁡ S + op adj h ⁡ T ⁡ y = adj h ⁡ S ⁡ y + ℎ adj h ⁡ T ⁡ y
40 39 oveq2d ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → x ⋅ ih adj h ⁡ S + op adj h ⁡ T ⁡ y = x ⋅ ih adj h ⁡ S ⁡ y + ℎ adj h ⁡ T ⁡ y
41 1 2 anim12i ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h → S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ
42 hosval ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → S + op T ⁡ x = S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
43 42 3expa ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → S + op T ⁡ x = S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
44 41 43 sylan ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ → S + op T ⁡ x = S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
45 44 adantrr ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → S + op T ⁡ x = S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
46 45 oveq1d ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → S + op T ⁡ x ⋅ ih y = S ⁡ x + ℎ T ⁡ x ⋅ ih y
47 34 40 46 3eqtr4rd ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h ∧ x ∈ ℋ ∧ y ∈ ℋ → S + op T ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih adj h ⁡ S + op adj h ⁡ T ⁡ y
48 47 ralrimivva ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h → ∀ x ∈ ℋ ∀ y ∈ ℋ S + op T ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih adj h ⁡ S + op adj h ⁡ T ⁡ y
49 adjeq ⊢ S + op T : ℋ ⟶ ℋ ∧ adj h ⁡ S + op adj h ⁡ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ ∀ x ∈ ℋ ∀ y ∈ ℋ S + op T ⁡ x ⋅ ih y = x ⋅ ih adj h ⁡ S + op adj h ⁡ T ⁡ y → adj h ⁡ S + op T = adj h ⁡ S + op adj h ⁡ T
50 4 12 48 49 syl3anc ⊢ S ∈ dom ⁡ adj h ∧ T ∈ dom ⁡ adj h → adj h ⁡ S + op T = adj h ⁡ S + op adj h ⁡ T