Metamath Proof Explorer


Theorem hoadddi

Description: Scalar product distributive law for Hilbert space operators. (Contributed by NM, 12-Aug-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion hoadddi ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T + op U = A · op T + op A · op U

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpl1 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A ∈ ℂ
2 ffvelcdm ⊢ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → T ⁡ x ∈ ℋ
3 2 3ad2antl2 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → T ⁡ x ∈ ℋ
4 ffvelcdm ⊢ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → U ⁡ x ∈ ℋ
5 4 3ad2antl3 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → U ⁡ x ∈ ℋ
6 ax-hvdistr1 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T ⁡ x ∈ ℋ ∧ U ⁡ x ∈ ℋ → A ⋅ ℎ T ⁡ x + ℎ U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ x + ℎ A ⋅ ℎ U ⁡ x
7 1 3 5 6 syl3anc ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A ⋅ ℎ T ⁡ x + ℎ U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ x + ℎ A ⋅ ℎ U ⁡ x
8 hosval ⊢ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → T + op U ⁡ x = T ⁡ x + ℎ U ⁡ x
9 8 oveq2d ⊢ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A ⋅ ℎ T + op U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ x + ℎ U ⁡ x
10 9 3expa ⊢ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A ⋅ ℎ T + op U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ x + ℎ U ⁡ x
11 10 3adantl1 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A ⋅ ℎ T + op U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ x + ℎ U ⁡ x
12 homval ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ x
13 12 3expa ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ x
14 13 3adantl3 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ x
15 homval ⊢ A ∈ ℂ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op U ⁡ x = A ⋅ ℎ U ⁡ x
16 15 3expa ⊢ A ∈ ℂ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op U ⁡ x = A ⋅ ℎ U ⁡ x
17 16 3adantl2 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op U ⁡ x = A ⋅ ℎ U ⁡ x
18 14 17 oveq12d ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T ⁡ x + ℎ A · op U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ x + ℎ A ⋅ ℎ U ⁡ x
19 7 11 18 3eqtr4d ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A ⋅ ℎ T + op U ⁡ x = A · op T ⁡ x + ℎ A · op U ⁡ x
20 hoaddcl ⊢ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → T + op U : ℋ ⟶ ℋ
21 20 anim2i ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A ∈ ℂ ∧ T + op U : ℋ ⟶ ℋ
22 21 3impb ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A ∈ ℂ ∧ T + op U : ℋ ⟶ ℋ
23 homval ⊢ A ∈ ℂ ∧ T + op U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T + op U ⁡ x = A ⋅ ℎ T + op U ⁡ x
24 23 3expa ⊢ A ∈ ℂ ∧ T + op U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T + op U ⁡ x = A ⋅ ℎ T + op U ⁡ x
25 22 24 sylan ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T + op U ⁡ x = A ⋅ ℎ T + op U ⁡ x
26 homulcl ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ → A · op T : ℋ ⟶ ℋ
27 homulcl ⊢ A ∈ ℂ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op U : ℋ ⟶ ℋ
28 26 27 anim12i ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ A ∈ ℂ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T : ℋ ⟶ ℋ ∧ A · op U : ℋ ⟶ ℋ
29 28 3impdi ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T : ℋ ⟶ ℋ ∧ A · op U : ℋ ⟶ ℋ
30 hosval ⊢ A · op T : ℋ ⟶ ℋ ∧ A · op U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T + op A · op U ⁡ x = A · op T ⁡ x + ℎ A · op U ⁡ x
31 30 3expa ⊢ A · op T : ℋ ⟶ ℋ ∧ A · op U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T + op A · op U ⁡ x = A · op T ⁡ x + ℎ A · op U ⁡ x
32 29 31 sylan ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T + op A · op U ⁡ x = A · op T ⁡ x + ℎ A · op U ⁡ x
33 19 25 32 3eqtr4d ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T + op U ⁡ x = A · op T + op A · op U ⁡ x
34 33 ralrimiva ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → ∀ x ∈ ℋ A · op T + op U ⁡ x = A · op T + op A · op U ⁡ x
35 homulcl ⊢ A ∈ ℂ ∧ T + op U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T + op U : ℋ ⟶ ℋ
36 20 35 sylan2 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T + op U : ℋ ⟶ ℋ
37 36 3impb ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T + op U : ℋ ⟶ ℋ
38 hoaddcl ⊢ A · op T : ℋ ⟶ ℋ ∧ A · op U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T + op A · op U : ℋ ⟶ ℋ
39 26 27 38 syl2an ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ A ∈ ℂ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T + op A · op U : ℋ ⟶ ℋ
40 39 3impdi ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T + op A · op U : ℋ ⟶ ℋ
41 hoeq ⊢ A · op T + op U : ℋ ⟶ ℋ ∧ A · op T + op A · op U : ℋ ⟶ ℋ → ∀ x ∈ ℋ A · op T + op U ⁡ x = A · op T + op A · op U ⁡ x ↔ A · op T + op U = A · op T + op A · op U
42 37 40 41 syl2anc ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → ∀ x ∈ ℋ A · op T + op U ⁡ x = A · op T + op A · op U ⁡ x ↔ A · op T + op U = A · op T + op A · op U
43 34 42 mpbid ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T + op U = A · op T + op A · op U