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Theorem hoaddcl

Description: The sum of Hilbert space operators is an operator. (Contributed by NM, 21-Feb-2006) (Revised by Mario Carneiro, 16-Nov-2013) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion hoaddcl ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ → S + op T : ℋ ⟶ ℋ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ffvelcdm ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → S ⁡ x ∈ ℋ
2 1 adantlr ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → S ⁡ x ∈ ℋ
3 ffvelcdm ⊢ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → T ⁡ x ∈ ℋ
4 3 adantll ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → T ⁡ x ∈ ℋ
5 hvaddcl ⊢ S ⁡ x ∈ ℋ ∧ T ⁡ x ∈ ℋ → S ⁡ x + ℎ T ⁡ x ∈ ℋ
6 2 4 5 syl2anc ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → S ⁡ x + ℎ T ⁡ x ∈ ℋ
7 6 fmpttd ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ → x ∈ ℋ ⟼ S ⁡ x + ℎ T ⁡ x : ℋ ⟶ ℋ
8 hosmval ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ → S + op T = x ∈ ℋ ⟼ S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
9 8 feq1d ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ → S + op T : ℋ ⟶ ℋ ↔ x ∈ ℋ ⟼ S ⁡ x + ℎ T ⁡ x : ℋ ⟶ ℋ
10 7 9 mpbird ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ → S + op T : ℋ ⟶ ℋ