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Theorem hoaddsubass

Description: Associative-type law for addition and subtraction of Hilbert space operators. (Contributed by NM, 25-Aug-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion hoaddsubass ( ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑈 : ℋ ⟶ ℋ ) → ( ( 𝑆 +op 𝑇 ) −op 𝑈 ) = ( 𝑆 +op ( 𝑇op 𝑈 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ho0f 0hop : ℋ ⟶ ℋ
2 hosubcl ( ( 0hop : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑈 : ℋ ⟶ ℋ ) → ( 0hopop 𝑈 ) : ℋ ⟶ ℋ )
3 1 2 mpan ( 𝑈 : ℋ ⟶ ℋ → ( 0hopop 𝑈 ) : ℋ ⟶ ℋ )
4 hoaddass ( ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ ∧ ( 0hopop 𝑈 ) : ℋ ⟶ ℋ ) → ( ( 𝑆 +op 𝑇 ) +op ( 0hopop 𝑈 ) ) = ( 𝑆 +op ( 𝑇 +op ( 0hopop 𝑈 ) ) ) )
5 3 4 syl3an3 ( ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑈 : ℋ ⟶ ℋ ) → ( ( 𝑆 +op 𝑇 ) +op ( 0hopop 𝑈 ) ) = ( 𝑆 +op ( 𝑇 +op ( 0hopop 𝑈 ) ) ) )
6 hoaddcl ( ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ ) → ( 𝑆 +op 𝑇 ) : ℋ ⟶ ℋ )
7 ho0sub ( ( ( 𝑆 +op 𝑇 ) : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑈 : ℋ ⟶ ℋ ) → ( ( 𝑆 +op 𝑇 ) −op 𝑈 ) = ( ( 𝑆 +op 𝑇 ) +op ( 0hopop 𝑈 ) ) )
8 6 7 stoic3 ( ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑈 : ℋ ⟶ ℋ ) → ( ( 𝑆 +op 𝑇 ) −op 𝑈 ) = ( ( 𝑆 +op 𝑇 ) +op ( 0hopop 𝑈 ) ) )
9 ho0sub ( ( 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑈 : ℋ ⟶ ℋ ) → ( 𝑇op 𝑈 ) = ( 𝑇 +op ( 0hopop 𝑈 ) ) )
10 9 3adant1 ( ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑈 : ℋ ⟶ ℋ ) → ( 𝑇op 𝑈 ) = ( 𝑇 +op ( 0hopop 𝑈 ) ) )
11 10 oveq2d ( ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑈 : ℋ ⟶ ℋ ) → ( 𝑆 +op ( 𝑇op 𝑈 ) ) = ( 𝑆 +op ( 𝑇 +op ( 0hopop 𝑈 ) ) ) )
12 5 8 11 3eqtr4d ( ( 𝑆 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑇 : ℋ ⟶ ℋ ∧ 𝑈 : ℋ ⟶ ℋ ) → ( ( 𝑆 +op 𝑇 ) −op 𝑈 ) = ( 𝑆 +op ( 𝑇op 𝑈 ) ) )