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Theorem hvadd4

Description: Hilbert vector space addition law. (Contributed by NM, 16-Oct-1999) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion hvadd4 ( ( ( 𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ) ∧ ( 𝐶 ∈ ℋ ∧ 𝐷 ∈ ℋ ) ) → ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + ( 𝐶 + 𝐷 ) ) = ( ( 𝐴 + 𝐶 ) + ( 𝐵 + 𝐷 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hvadd32 ( ( 𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ∧ 𝐶 ∈ ℋ ) → ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + 𝐶 ) = ( ( 𝐴 + 𝐶 ) + 𝐵 ) )
2 1 oveq1d ( ( 𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ∧ 𝐶 ∈ ℋ ) → ( ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + 𝐶 ) + 𝐷 ) = ( ( ( 𝐴 + 𝐶 ) + 𝐵 ) + 𝐷 ) )
3 2 3expa ( ( ( 𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ) ∧ 𝐶 ∈ ℋ ) → ( ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + 𝐶 ) + 𝐷 ) = ( ( ( 𝐴 + 𝐶 ) + 𝐵 ) + 𝐷 ) )
4 3 adantrr ( ( ( 𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ) ∧ ( 𝐶 ∈ ℋ ∧ 𝐷 ∈ ℋ ) ) → ( ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + 𝐶 ) + 𝐷 ) = ( ( ( 𝐴 + 𝐶 ) + 𝐵 ) + 𝐷 ) )
5 hvaddcl ( ( 𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ) → ( 𝐴 + 𝐵 ) ∈ ℋ )
6 ax-hvass ( ( ( 𝐴 + 𝐵 ) ∈ ℋ ∧ 𝐶 ∈ ℋ ∧ 𝐷 ∈ ℋ ) → ( ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + 𝐶 ) + 𝐷 ) = ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + ( 𝐶 + 𝐷 ) ) )
7 6 3expb ( ( ( 𝐴 + 𝐵 ) ∈ ℋ ∧ ( 𝐶 ∈ ℋ ∧ 𝐷 ∈ ℋ ) ) → ( ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + 𝐶 ) + 𝐷 ) = ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + ( 𝐶 + 𝐷 ) ) )
8 5 7 sylan ( ( ( 𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ) ∧ ( 𝐶 ∈ ℋ ∧ 𝐷 ∈ ℋ ) ) → ( ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + 𝐶 ) + 𝐷 ) = ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + ( 𝐶 + 𝐷 ) ) )
9 hvaddcl ( ( 𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐶 ∈ ℋ ) → ( 𝐴 + 𝐶 ) ∈ ℋ )
10 ax-hvass ( ( ( 𝐴 + 𝐶 ) ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ∧ 𝐷 ∈ ℋ ) → ( ( ( 𝐴 + 𝐶 ) + 𝐵 ) + 𝐷 ) = ( ( 𝐴 + 𝐶 ) + ( 𝐵 + 𝐷 ) ) )
11 10 3expb ( ( ( 𝐴 + 𝐶 ) ∈ ℋ ∧ ( 𝐵 ∈ ℋ ∧ 𝐷 ∈ ℋ ) ) → ( ( ( 𝐴 + 𝐶 ) + 𝐵 ) + 𝐷 ) = ( ( 𝐴 + 𝐶 ) + ( 𝐵 + 𝐷 ) ) )
12 9 11 sylan ( ( ( 𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐶 ∈ ℋ ) ∧ ( 𝐵 ∈ ℋ ∧ 𝐷 ∈ ℋ ) ) → ( ( ( 𝐴 + 𝐶 ) + 𝐵 ) + 𝐷 ) = ( ( 𝐴 + 𝐶 ) + ( 𝐵 + 𝐷 ) ) )
13 12 an4s ( ( ( 𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ) ∧ ( 𝐶 ∈ ℋ ∧ 𝐷 ∈ ℋ ) ) → ( ( ( 𝐴 + 𝐶 ) + 𝐵 ) + 𝐷 ) = ( ( 𝐴 + 𝐶 ) + ( 𝐵 + 𝐷 ) ) )
14 4 8 13 3eqtr3d ( ( ( 𝐴 ∈ ℋ ∧ 𝐵 ∈ ℋ ) ∧ ( 𝐶 ∈ ℋ ∧ 𝐷 ∈ ℋ ) ) → ( ( 𝐴 + 𝐵 ) + ( 𝐶 + 𝐷 ) ) = ( ( 𝐴 + 𝐶 ) + ( 𝐵 + 𝐷 ) ) )