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Theorem homco1

Description: Associative law for scalar product and composition of operators. (Contributed by NM, 13-Aug-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion homco1 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T ∘ U = A · op T ∘ U

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fvco3 ⊢ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T ∘ U ⁡ x = A · op T ⁡ U ⁡ x
2 1 3ad2antl3 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T ∘ U ⁡ x = A · op T ⁡ U ⁡ x
3 fvco3 ⊢ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → T ∘ U ⁡ x = T ⁡ U ⁡ x
4 3 3ad2antl3 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → T ∘ U ⁡ x = T ⁡ U ⁡ x
5 4 oveq2d ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A ⋅ ℎ T ∘ U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ U ⁡ x
6 ffvelcdm ⊢ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → U ⁡ x ∈ ℋ
7 homval ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U ⁡ x ∈ ℋ → A · op T ⁡ U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ U ⁡ x
8 6 7 syl3an3 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T ⁡ U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ U ⁡ x
9 8 3expa ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T ⁡ U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ U ⁡ x
10 9 exp43 ⊢ A ∈ ℂ → T : ℋ ⟶ ℋ → U : ℋ ⟶ ℋ → x ∈ ℋ → A · op T ⁡ U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ U ⁡ x
11 10 3imp1 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T ⁡ U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ⁡ U ⁡ x
12 5 11 eqtr4d ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A ⋅ ℎ T ∘ U ⁡ x = A · op T ⁡ U ⁡ x
13 2 12 eqtr4d ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T ∘ U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ∘ U ⁡ x
14 fco ⊢ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → T ∘ U : ℋ ⟶ ℋ
15 homval ⊢ A ∈ ℂ ∧ T ∘ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T ∘ U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ∘ U ⁡ x
16 14 15 syl3an2 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T ∘ U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ∘ U ⁡ x
17 16 3expia ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → x ∈ ℋ → A · op T ∘ U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ∘ U ⁡ x
18 17 3impb ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → x ∈ ℋ → A · op T ∘ U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ∘ U ⁡ x
19 18 imp ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T ∘ U ⁡ x = A ⋅ ℎ T ∘ U ⁡ x
20 13 19 eqtr4d ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → A · op T ∘ U ⁡ x = A · op T ∘ U ⁡ x
21 20 ralrimiva ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → ∀ x ∈ ℋ A · op T ∘ U ⁡ x = A · op T ∘ U ⁡ x
22 homulcl ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ → A · op T : ℋ ⟶ ℋ
23 fco ⊢ A · op T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T ∘ U : ℋ ⟶ ℋ
24 22 23 stoic3 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T ∘ U : ℋ ⟶ ℋ
25 homulcl ⊢ A ∈ ℂ ∧ T ∘ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T ∘ U : ℋ ⟶ ℋ
26 14 25 sylan2 ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T ∘ U : ℋ ⟶ ℋ
27 26 3impb ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T ∘ U : ℋ ⟶ ℋ
28 hoeq ⊢ A · op T ∘ U : ℋ ⟶ ℋ ∧ A · op T ∘ U : ℋ ⟶ ℋ → ∀ x ∈ ℋ A · op T ∘ U ⁡ x = A · op T ∘ U ⁡ x ↔ A · op T ∘ U = A · op T ∘ U
29 24 27 28 syl2anc ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → ∀ x ∈ ℋ A · op T ∘ U ⁡ x = A · op T ∘ U ⁡ x ↔ A · op T ∘ U = A · op T ∘ U
30 21 29 mpbid ⊢ A ∈ ℂ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ U : ℋ ⟶ ℋ → A · op T ∘ U = A · op T ∘ U