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Theorem hocsubdir

Description: Distributive law for Hilbert space operator difference. (Contributed by NM, 23-Aug-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion hocsubdir ( ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ ) → ( ( 𝑅 −op 𝑆 ) ∘ 𝑇 ) = ( ( 𝑅 ∘ 𝑇 ) −op ( 𝑆 ∘ 𝑇 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 oveq1 ⊢ ( 𝑅 = if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) → ( 𝑅 −op 𝑆 ) = ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) −op 𝑆 ) )
2 1 coeq1d ⊢ ( 𝑅 = if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) → ( ( 𝑅 −op 𝑆 ) ∘ 𝑇 ) = ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) −op 𝑆 ) ∘ 𝑇 ) )
3 coeq1 ⊢ ( 𝑅 = if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) → ( 𝑅 ∘ 𝑇 ) = ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) )
4 3 oveq1d ⊢ ( 𝑅 = if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) → ( ( 𝑅 ∘ 𝑇 ) −op ( 𝑆 ∘ 𝑇 ) ) = ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) −op ( 𝑆 ∘ 𝑇 ) ) )
5 2 4 eqeq12d ⊢ ( 𝑅 = if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) → ( ( ( 𝑅 −op 𝑆 ) ∘ 𝑇 ) = ( ( 𝑅 ∘ 𝑇 ) −op ( 𝑆 ∘ 𝑇 ) ) ↔ ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) −op 𝑆 ) ∘ 𝑇 ) = ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) −op ( 𝑆 ∘ 𝑇 ) ) ) )
6 oveq2 ⊢ ( 𝑆 = if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) → ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) −op 𝑆 ) = ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) −op if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ) )
7 6 coeq1d ⊢ ( 𝑆 = if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) → ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) −op 𝑆 ) ∘ 𝑇 ) = ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) −op if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ) ∘ 𝑇 ) )
8 coeq1 ⊢ ( 𝑆 = if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) → ( 𝑆 ∘ 𝑇 ) = ( if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) )
9 8 oveq2d ⊢ ( 𝑆 = if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) → ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) −op ( 𝑆 ∘ 𝑇 ) ) = ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) −op ( if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) ) )
10 7 9 eqeq12d ⊢ ( 𝑆 = if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) → ( ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) −op 𝑆 ) ∘ 𝑇 ) = ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) −op ( 𝑆 ∘ 𝑇 ) ) ↔ ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) −op if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ) ∘ 𝑇 ) = ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) −op ( if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) ) ) )
11 coeq2 ⊢ ( 𝑇 = if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) → ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) −op if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ) ∘ 𝑇 ) = ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) −op if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ) ∘ if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) ) )
12 coeq2 ⊢ ( 𝑇 = if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) → ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) = ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) ∘ if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) ) )
13 coeq2 ⊢ ( 𝑇 = if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) → ( if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) = ( if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ∘ if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) ) )
14 12 13 oveq12d ⊢ ( 𝑇 = if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) → ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) −op ( if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) ) = ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) ∘ if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) ) −op ( if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ∘ if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) ) ) )
15 11 14 eqeq12d ⊢ ( 𝑇 = if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) → ( ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) −op if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ) ∘ 𝑇 ) = ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) −op ( if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ∘ 𝑇 ) ) ↔ ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) −op if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ) ∘ if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) ) = ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) ∘ if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) ) −op ( if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ∘ if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) ) ) ) )
16 ho0f ⊢ 0hop : ℋ ⟶ ℋ
17 16 elimf ⊢ if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) : ℋ ⟶ ℋ
18 16 elimf ⊢ if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) : ℋ ⟶ ℋ
19 16 elimf ⊢ if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) : ℋ ⟶ ℋ
20 17 18 19 hocsubdiri ⊢ ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) −op if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ) ∘ if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) ) = ( ( if ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑅 , 0hop ) ∘ if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) ) −op ( if ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑆 , 0hop ) ∘ if ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ , 𝑇 , 0hop ) ) )
21 5 10 15 20 dedth3h ⊢ ( ( 𝑅 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ ) → ( ( 𝑅 −op 𝑆 ) ∘ 𝑇 ) = ( ( 𝑅 ∘ 𝑇 ) −op ( 𝑆 ∘ 𝑇 ) ) )