Metamath Proof Explorer


Theorem pjsdii

Description: Distributive law for Hilbert space operator sum. (Contributed by NM, 12-Nov-2000) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses pjsdi.1 ⊢ H ∈ C ℋ
pjsdi.2 ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ
pjsdi.3 ⊢ T : ℋ ⟶ ℋ
Assertion pjsdii ⊢ proj ℎ ⁡ H ∘ S + op T = proj ℎ ⁡ H ∘ S + op proj ℎ ⁡ H ∘ T

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pjsdi.1 ⊢ H ∈ C ℋ
2 pjsdi.2 ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ
3 pjsdi.3 ⊢ T : ℋ ⟶ ℋ
4 2 ffvelcdmi ⊢ x ∈ ℋ → S ⁡ x ∈ ℋ
5 3 ffvelcdmi ⊢ x ∈ ℋ → T ⁡ x ∈ ℋ
6 1 pjaddi ⊢ S ⁡ x ∈ ℋ ∧ T ⁡ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ⁡ S ⁡ x + ℎ T ⁡ x = proj ℎ ⁡ H ⁡ S ⁡ x + ℎ proj ℎ ⁡ H ⁡ T ⁡ x
7 4 5 6 syl2anc ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ⁡ S ⁡ x + ℎ T ⁡ x = proj ℎ ⁡ H ⁡ S ⁡ x + ℎ proj ℎ ⁡ H ⁡ T ⁡ x
8 hosval ⊢ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → S + op T ⁡ x = S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
9 2 3 8 mp3an12 ⊢ x ∈ ℋ → S + op T ⁡ x = S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
10 9 fveq2d ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ⁡ S + op T ⁡ x = proj ℎ ⁡ H ⁡ S ⁡ x + ℎ T ⁡ x
11 1 pjfi ⊢ proj ℎ ⁡ H : ℋ ⟶ ℋ
12 11 2 hocoi ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ∘ S ⁡ x = proj ℎ ⁡ H ⁡ S ⁡ x
13 11 3 hocoi ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ∘ T ⁡ x = proj ℎ ⁡ H ⁡ T ⁡ x
14 12 13 oveq12d ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ∘ S ⁡ x + ℎ proj ℎ ⁡ H ∘ T ⁡ x = proj ℎ ⁡ H ⁡ S ⁡ x + ℎ proj ℎ ⁡ H ⁡ T ⁡ x
15 7 10 14 3eqtr4d ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ⁡ S + op T ⁡ x = proj ℎ ⁡ H ∘ S ⁡ x + ℎ proj ℎ ⁡ H ∘ T ⁡ x
16 2 3 hoaddcli ⊢ S + op T : ℋ ⟶ ℋ
17 11 16 hocoi ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ∘ S + op T ⁡ x = proj ℎ ⁡ H ⁡ S + op T ⁡ x
18 11 2 hocofi ⊢ proj ℎ ⁡ H ∘ S : ℋ ⟶ ℋ
19 11 3 hocofi ⊢ proj ℎ ⁡ H ∘ T : ℋ ⟶ ℋ
20 hosval ⊢ proj ℎ ⁡ H ∘ S : ℋ ⟶ ℋ ∧ proj ℎ ⁡ H ∘ T : ℋ ⟶ ℋ ∧ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ∘ S + op proj ℎ ⁡ H ∘ T ⁡ x = proj ℎ ⁡ H ∘ S ⁡ x + ℎ proj ℎ ⁡ H ∘ T ⁡ x
21 18 19 20 mp3an12 ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ∘ S + op proj ℎ ⁡ H ∘ T ⁡ x = proj ℎ ⁡ H ∘ S ⁡ x + ℎ proj ℎ ⁡ H ∘ T ⁡ x
22 15 17 21 3eqtr4d ⊢ x ∈ ℋ → proj ℎ ⁡ H ∘ S + op T ⁡ x = proj ℎ ⁡ H ∘ S + op proj ℎ ⁡ H ∘ T ⁡ x
23 22 rgen ⊢ ∀ x ∈ ℋ proj ℎ ⁡ H ∘ S + op T ⁡ x = proj ℎ ⁡ H ∘ S + op proj ℎ ⁡ H ∘ T ⁡ x
24 11 16 hocofi ⊢ proj ℎ ⁡ H ∘ S + op T : ℋ ⟶ ℋ
25 18 19 hoaddcli ⊢ proj ℎ ⁡ H ∘ S + op proj ℎ ⁡ H ∘ T : ℋ ⟶ ℋ
26 24 25 hoeqi ⊢ ∀ x ∈ ℋ proj ℎ ⁡ H ∘ S + op T ⁡ x = proj ℎ ⁡ H ∘ S + op proj ℎ ⁡ H ∘ T ⁡ x ↔ proj ℎ ⁡ H ∘ S + op T = proj ℎ ⁡ H ∘ S + op proj ℎ ⁡ H ∘ T
27 23 26 mpbi ⊢ proj ℎ ⁡ H ∘ S + op T = proj ℎ ⁡ H ∘ S + op proj ℎ ⁡ H ∘ T