Metamath Proof Explorer


Theorem hocadddiri

Description: Distributive law for Hilbert space operator sum. (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 hocadddiri ⊢ R + op S ∘ T = R ∘ T + op S ∘ 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 1 2 hoaddcli ⊢ R + op S : ℋ ⟶ ℋ
5 4 3 hocoi ⊢ x ∈ ℋ → R + op S ∘ T ⁡ x = R + op S ⁡ T ⁡ x
6 1 3 hocofi ⊢ R ∘ T : ℋ ⟶ ℋ
7 2 3 hocofi ⊢ S ∘ T : ℋ ⟶ ℋ
8 hosval ⊢ R ∘ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ S ∘ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → R ∘ T + op S ∘ T ⁡ x = R ∘ T ⁡ x + ℎ S ∘ T ⁡ x
9 6 7 8 mp3an12 ⊢ x ∈ ℋ → R ∘ T + op S ∘ T ⁡ x = R ∘ T ⁡ x + ℎ S ∘ T ⁡ x
10 3 ffvelcdmi ⊢ x ∈ ℋ → T ⁡ x ∈ ℋ
11 hosval ⊢ R : ℋ ⟶ ℋ ∧ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T ⁡ x ∈ ℋ → R + op S ⁡ T ⁡ x = R ⁡ T ⁡ x + ℎ S ⁡ T ⁡ x
12 1 2 11 mp3an12 ⊢ T ⁡ x ∈ ℋ → R + op S ⁡ T ⁡ x = R ⁡ T ⁡ x + ℎ S ⁡ T ⁡ x
13 10 12 syl ⊢ x ∈ ℋ → R + op S ⁡ T ⁡ x = R ⁡ T ⁡ x + ℎ S ⁡ T ⁡ x
14 1 3 hocoi ⊢ x ∈ ℋ → R ∘ T ⁡ x = R ⁡ T ⁡ x
15 2 3 hocoi ⊢ x ∈ ℋ → S ∘ T ⁡ x = S ⁡ T ⁡ x
16 14 15 oveq12d ⊢ x ∈ ℋ → R ∘ T ⁡ x + ℎ S ∘ T ⁡ x = R ⁡ T ⁡ x + ℎ S ⁡ T ⁡ x
17 13 16 eqtr4d ⊢ x ∈ ℋ → R + op S ⁡ T ⁡ x = R ∘ T ⁡ x + ℎ S ∘ T ⁡ x
18 9 17 eqtr4d ⊢ x ∈ ℋ → R ∘ T + op S ∘ T ⁡ x = R + op S ⁡ T ⁡ x
19 5 18 eqtr4d ⊢ x ∈ ℋ → R + op S ∘ T ⁡ x = R ∘ T + op S ∘ T ⁡ x
20 19 rgen ⊢ ∀ x ∈ ℋ R + op S ∘ T ⁡ x = R ∘ T + op S ∘ T ⁡ x
21 4 3 hocofi ⊢ R + op S ∘ T : ℋ ⟶ ℋ
22 6 7 hoaddcli ⊢ R ∘ T + op S ∘ T : ℋ ⟶ ℋ
23 21 22 hoeqi ⊢ ∀ x ∈ ℋ R + op S ∘ T ⁡ x = R ∘ T + op S ∘ T ⁡ x ↔ R + op S ∘ T = R ∘ T + op S ∘ T
24 20 23 mpbi ⊢ R + op S ∘ T = R ∘ T + op S ∘ T