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Theorem lnophsi

Description: The sum of two linear operators is linear. (Contributed by NM, 10-Mar-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses lnopco.1 S LinOp
lnopco.2 T LinOp
Assertion lnophsi S + op 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 hoaddcli S + op T :
6 hvmulcl x y x y
7 1 lnopaddi x y z S x y + z = S x y + S z
8 2 lnopaddi x y z T x y + z = T x y + T z
9 7 8 oveq12d x y z S x y + z + T x y + z = S x y + S z + T x y + T z
10 6 9 sylan x y z S x y + z + T x y + z = S x y + S z + T x y + T z
11 3 ffvelrni x y S x y
12 6 11 syl x y S x y
13 3 ffvelrni z S z
14 12 13 anim12i x y z S x y S z
15 4 ffvelrni x y T x y
16 6 15 syl x y T x y
17 4 ffvelrni z T z
18 16 17 anim12i x y z T x y T z
19 hvadd4 S x y S z T x y T z S x y + S z + T x y + T z = S x y + T x y + S z + T z
20 14 18 19 syl2anc x y z S x y + S z + T x y + T z = S x y + T x y + S z + T z
21 10 20 eqtrd x y z S x y + z + T x y + z = S x y + T x y + S z + T z
22 hvaddcl x y z x y + z
23 6 22 sylan x y z x y + z
24 hosval S : T : x y + z S + op T x y + z = S x y + z + T x y + z
25 3 4 24 mp3an12 x y + z S + op T x y + z = S x y + z + T x y + z
26 23 25 syl x y z S + op T x y + z = S x y + z + T x y + z
27 3 ffvelrni y S y
28 4 ffvelrni y T y
29 27 28 jca y S y T y
30 ax-hvdistr1 x S y T y x S y + T y = x S y + x T y
31 30 3expb x S y T y x S y + T y = x S y + x T y
32 29 31 sylan2 x y x S y + T y = x S y + x T y
33 hosval S : T : y S + op T y = S y + T y
34 3 4 33 mp3an12 y S + op T y = S y + T y
35 34 oveq2d y x S + op T y = x S y + T y
36 35 adantl x y x S + op T y = x S y + T y
37 1 lnopmuli x y S x y = x S y
38 2 lnopmuli x y T x y = x T y
39 37 38 oveq12d x y S x y + T x y = x S y + x T y
40 32 36 39 3eqtr4d x y x S + op T y = S x y + T x y
41 hosval S : T : z S + op T z = S z + T z
42 3 4 41 mp3an12 z S + op T z = S z + T z
43 40 42 oveqan12d x y z x S + op T y + S + op T z = S x y + T x y + S z + T z
44 21 26 43 3eqtr4d x y z S + op T x y + z = x S + op T y + S + op T z
45 44 ralrimiva x y z S + op T x y + z = x S + op T y + S + op T z
46 45 rgen2 x y z S + op T x y + z = x S + op T y + S + op T z
47 ellnop S + op T LinOp S + op T : x y z S + op T x y + z = x S + op T y + S + op T z
48 5 46 47 mpbir2an S + op T LinOp