Metamath Proof Explorer


Theorem hoaddassi

Description: Associativity of sum of Hilbert space operators. (Contributed by NM, 26-Nov-2000) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses hods.1 ⊢ R : ℋ ⟶ ℋ
hods.2 ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ
hods.3 ⊢ T : ℋ ⟶ ℋ
Assertion hoaddassi ⊢ R + op S + op T = R + op S + op T

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hods.1 ⊢ R : ℋ ⟶ ℋ
2 hods.2 ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ
3 hods.3 ⊢ T : ℋ ⟶ ℋ
4 hosval ⊢ R : ℋ ⟶ ℋ ∧ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → R + op S ⁡ x = R ⁡ x + ℎ S ⁡ x
5 1 2 4 mp3an12 ⊢ x ∈ ℋ → R + op S ⁡ x = R ⁡ x + ℎ S ⁡ x
6 5 oveq1d ⊢ x ∈ ℋ → R + op S ⁡ x + ℎ T ⁡ x = R ⁡ x + ℎ S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
7 1 2 hoaddcli ⊢ R + op S : ℋ ⟶ ℋ
8 hosval ⊢ R + op S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → R + op S + op T ⁡ x = R + op S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
9 7 3 8 mp3an12 ⊢ x ∈ ℋ → R + op S + op T ⁡ x = R + op S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
10 hosval ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → S + op T ⁡ x = S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
11 2 3 10 mp3an12 ⊢ x ∈ ℋ → S + op T ⁡ x = S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
12 11 oveq2d ⊢ x ∈ ℋ → R ⁡ x + ℎ S + op T ⁡ x = R ⁡ x + ℎ S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
13 2 3 hoaddcli ⊢ S + op T : ℋ ⟶ ℋ
14 hosval ⊢ R : ℋ ⟶ ℋ ∧ S + op T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → R + op S + op T ⁡ x = R ⁡ x + ℎ S + op T ⁡ x
15 1 13 14 mp3an12 ⊢ x ∈ ℋ → R + op S + op T ⁡ x = R ⁡ x + ℎ S + op T ⁡ x
16 1 ffvelcdmi ⊢ x ∈ ℋ → R ⁡ x ∈ ℋ
17 2 ffvelcdmi ⊢ x ∈ ℋ → S ⁡ x ∈ ℋ
18 3 ffvelcdmi ⊢ x ∈ ℋ → T ⁡ x ∈ ℋ
19 ax-hvass ⊢ R ⁡ x ∈ ℋ ∧ S ⁡ x ∈ ℋ ∧ T ⁡ x ∈ ℋ → R ⁡ x + ℎ S ⁡ x + ℎ T ⁡ x = R ⁡ x + ℎ S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
20 16 17 18 19 syl3anc ⊢ x ∈ ℋ → R ⁡ x + ℎ S ⁡ x + ℎ T ⁡ x = R ⁡ x + ℎ S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
21 12 15 20 3eqtr4d ⊢ x ∈ ℋ → R + op S + op T ⁡ x = R ⁡ x + ℎ S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
22 6 9 21 3eqtr4d ⊢ x ∈ ℋ → R + op S + op T ⁡ x = R + op S + op T ⁡ x
23 22 rgen ⊢ ∀ x ∈ ℋ R + op S + op T ⁡ x = R + op S + op T ⁡ x
24 7 3 hoaddcli ⊢ R + op S + op T : ℋ ⟶ ℋ
25 1 13 hoaddcli ⊢ R + op S + op T : ℋ ⟶ ℋ
26 24 25 hoeqi ⊢ ∀ x ∈ ℋ R + op S + op T ⁡ x = R + op S + op T ⁡ x ↔ R + op S + op T = R + op S + op T
27 23 26 mpbi ⊢ R + op S + op T = R + op S + op T