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Theorem lnopcoi

Description: The composition of two linear operators is linear. (Contributed by NM, 8-Mar-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses lnopco.1 S LinOp
lnopco.2 T LinOp
Assertion lnopcoi S T LinOp

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lnopco.1 S LinOp
2 lnopco.2 T LinOp
3 1 lnopfi S :
4 2 lnopfi T :
5 3 4 hocofi S T :
6 2 lnopli x y z T x y + z = x T y + T z
7 6 fveq2d x y z S T x y + z = S x T y + T z
8 id x x
9 4 ffvelrni y T y
10 4 ffvelrni z T z
11 1 lnopli x T y T z S x T y + T z = x S T y + S T z
12 8 9 10 11 syl3an x y z S x T y + T z = x S T y + S T z
13 7 12 eqtrd x y z S T x y + z = x S T y + S T z
14 13 3expa x y z S T x y + z = x S T y + S T z
15 hvmulcl x y x y
16 hvaddcl x y z x y + z
17 15 16 sylan x y z x y + z
18 3 4 hocoi x y + z S T x y + z = S T x y + z
19 17 18 syl x y z S T x y + z = S T x y + z
20 3 4 hocoi y S T y = S T y
21 20 oveq2d y x S T y = x S T y
22 21 adantl x y x S T y = x S T y
23 3 4 hocoi z S T z = S T z
24 22 23 oveqan12d x y z x S T y + S T z = x S T y + S T z
25 14 19 24 3eqtr4d x y z S T x y + z = x S T y + S T z
26 25 3impa x y z S T x y + z = x S T y + S T z
27 26 rgen3 x y z S T x y + z = x S T y + S T z
28 ellnop S T LinOp S T : x y z S T x y + z = x S T y + S T z
29 5 27 28 mpbir2an S T LinOp