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Theorem cvmopnlem

Description: Lemma for cvmopn . (Contributed by Mario Carneiro, 7-May-2015)

Ref Expression
Hypotheses cvmcov.1 ⊢ S = k ∈ J ⟼ s ∈ 𝒫 C ∖ ∅ | ⋃ s = F -1 k ∧ ∀ u ∈ s ∀ v ∈ s ∖ u u ∩ v = ∅ ∧ F ↾ u ∈ C ↾ 𝑡 u Homeo J ↾ 𝑡 k
cvmseu.1 ⊢ B = ⋃ C
Assertion cvmopnlem ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C → F A ∈ J

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cvmcov.1 ⊢ S = k ∈ J ⟼ s ∈ 𝒫 C ∖ ∅ | ⋃ s = F -1 k ∧ ∀ u ∈ s ∀ v ∈ s ∖ u u ∩ v = ∅ ∧ F ↾ u ∈ C ↾ 𝑡 u Homeo J ↾ 𝑡 k
2 cvmseu.1 ⊢ B = ⋃ C
3 simpll ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A → F ∈ C CovMap J
4 cvmcn ⊢ F ∈ C CovMap J → F ∈ C Cn J
5 4 adantr ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C → F ∈ C Cn J
6 eqid ⊢ ⋃ J = ⋃ J
7 2 6 cnf ⊢ F ∈ C Cn J → F : B ⟶ ⋃ J
8 5 7 syl ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C → F : B ⟶ ⋃ J
9 8 adantr ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A → F : B ⟶ ⋃ J
10 elssuni ⊢ A ∈ C → A ⊆ ⋃ C
11 10 2 sseqtrrdi ⊢ A ∈ C → A ⊆ B
12 11 adantl ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C → A ⊆ B
13 12 sselda ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A → z ∈ B
14 9 13 ffvelcdmd ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A → F ⁡ z ∈ ⋃ J
15 1 6 cvmcov ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ F ⁡ z ∈ ⋃ J → ∃ t ∈ J F ⁡ z ∈ t ∧ S ⁡ t ≠ ∅
16 3 14 15 syl2anc ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A → ∃ t ∈ J F ⁡ z ∈ t ∧ S ⁡ t ≠ ∅
17 n0 ⊢ S ⁡ t ≠ ∅ ↔ ∃ w w ∈ S ⁡ t
18 inss2 ⊢ A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ⊆ ι x ∈ w | z ∈ x
19 resima2 ⊢ A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ⊆ ι x ∈ w | z ∈ x → F ↾ ι x ∈ w | z ∈ x A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x = F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x
20 18 19 ax-mp ⊢ F ↾ ι x ∈ w | z ∈ x A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x = F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x
21 simprr ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → w ∈ S ⁡ t
22 3 adantr ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → F ∈ C CovMap J
23 13 adantr ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → z ∈ B
24 simprl ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → F ⁡ z ∈ t
25 eqid ⊢ ι x ∈ w | z ∈ x = ι x ∈ w | z ∈ x
26 1 2 25 cvmsiota ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ w ∈ S ⁡ t ∧ z ∈ B ∧ F ⁡ z ∈ t → ι x ∈ w | z ∈ x ∈ w ∧ z ∈ ι x ∈ w | z ∈ x
27 22 21 23 24 26 syl13anc ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → ι x ∈ w | z ∈ x ∈ w ∧ z ∈ ι x ∈ w | z ∈ x
28 27 simpld ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → ι x ∈ w | z ∈ x ∈ w
29 1 cvmshmeo ⊢ w ∈ S ⁡ t ∧ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ w → F ↾ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ C ↾ 𝑡 ι x ∈ w | z ∈ x Homeo J ↾ 𝑡 t
30 21 28 29 syl2anc ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → F ↾ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ C ↾ 𝑡 ι x ∈ w | z ∈ x Homeo J ↾ 𝑡 t
31 cvmtop1 ⊢ F ∈ C CovMap J → C ∈ Top
32 22 31 syl ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → C ∈ Top
33 simpllr ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → A ∈ C
34 elrestr ⊢ C ∈ Top ∧ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ w ∧ A ∈ C → A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ C ↾ 𝑡 ι x ∈ w | z ∈ x
35 32 28 33 34 syl3anc ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ C ↾ 𝑡 ι x ∈ w | z ∈ x
36 hmeoima ⊢ F ↾ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ C ↾ 𝑡 ι x ∈ w | z ∈ x Homeo J ↾ 𝑡 t ∧ A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ C ↾ 𝑡 ι x ∈ w | z ∈ x → F ↾ ι x ∈ w | z ∈ x A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ J ↾ 𝑡 t
37 30 35 36 syl2anc ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → F ↾ ι x ∈ w | z ∈ x A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ J ↾ 𝑡 t
38 20 37 eqeltrrid ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ J ↾ 𝑡 t
39 cvmtop2 ⊢ F ∈ C CovMap J → J ∈ Top
40 39 adantr ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C → J ∈ Top
41 40 ad2antrr ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → J ∈ Top
42 1 cvmsrcl ⊢ w ∈ S ⁡ t → t ∈ J
43 42 ad2antll ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → t ∈ J
44 restopn2 ⊢ J ∈ Top ∧ t ∈ J → F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ J ↾ 𝑡 t ↔ F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ J ∧ F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ⊆ t
45 41 43 44 syl2anc ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ J ↾ 𝑡 t ↔ F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ J ∧ F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ⊆ t
46 38 45 mpbid ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ J ∧ F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ⊆ t
47 46 simpld ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ J
48 8 ffnd ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C → F Fn B
49 48 ad2antrr ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → F Fn B
50 inss1 ⊢ A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ⊆ A
51 33 11 syl ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → A ⊆ B
52 50 51 sstrid ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ⊆ B
53 simplr ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → z ∈ A
54 27 simprd ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → z ∈ ι x ∈ w | z ∈ x
55 53 54 elind ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → z ∈ A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x
56 fnfvima ⊢ F Fn B ∧ A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ⊆ B ∧ z ∈ A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x → F ⁡ z ∈ F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x
57 49 52 55 56 syl3anc ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → F ⁡ z ∈ F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x
58 imass2 ⊢ A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ⊆ A → F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ⊆ F A
59 50 58 mp1i ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ⊆ F A
60 eleq2 ⊢ y = F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x → F ⁡ z ∈ y ↔ F ⁡ z ∈ F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x
61 sseq1 ⊢ y = F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x → y ⊆ F A ↔ F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ⊆ F A
62 60 61 anbi12d ⊢ y = F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x → F ⁡ z ∈ y ∧ y ⊆ F A ↔ F ⁡ z ∈ F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∧ F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ⊆ F A
63 62 rspcev ⊢ F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∈ J ∧ F ⁡ z ∈ F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ∧ F A ∩ ι x ∈ w | z ∈ x ⊆ F A → ∃ y ∈ J F ⁡ z ∈ y ∧ y ⊆ F A
64 47 57 59 63 syl12anc ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t ∧ w ∈ S ⁡ t → ∃ y ∈ J F ⁡ z ∈ y ∧ y ⊆ F A
65 64 expr ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t → w ∈ S ⁡ t → ∃ y ∈ J F ⁡ z ∈ y ∧ y ⊆ F A
66 65 exlimdv ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t → ∃ w w ∈ S ⁡ t → ∃ y ∈ J F ⁡ z ∈ y ∧ y ⊆ F A
67 17 66 biimtrid ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A ∧ F ⁡ z ∈ t → S ⁡ t ≠ ∅ → ∃ y ∈ J F ⁡ z ∈ y ∧ y ⊆ F A
68 67 expimpd ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A → F ⁡ z ∈ t ∧ S ⁡ t ≠ ∅ → ∃ y ∈ J F ⁡ z ∈ y ∧ y ⊆ F A
69 68 rexlimdvw ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A → ∃ t ∈ J F ⁡ z ∈ t ∧ S ⁡ t ≠ ∅ → ∃ y ∈ J F ⁡ z ∈ y ∧ y ⊆ F A
70 16 69 mpd ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C ∧ z ∈ A → ∃ y ∈ J F ⁡ z ∈ y ∧ y ⊆ F A
71 70 ralrimiva ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C → ∀ z ∈ A ∃ y ∈ J F ⁡ z ∈ y ∧ y ⊆ F A
72 eleq1 ⊢ x = F ⁡ z → x ∈ y ↔ F ⁡ z ∈ y
73 72 anbi1d ⊢ x = F ⁡ z → x ∈ y ∧ y ⊆ F A ↔ F ⁡ z ∈ y ∧ y ⊆ F A
74 73 rexbidv ⊢ x = F ⁡ z → ∃ y ∈ J x ∈ y ∧ y ⊆ F A ↔ ∃ y ∈ J F ⁡ z ∈ y ∧ y ⊆ F A
75 74 ralima ⊢ F Fn B ∧ A ⊆ B → ∀ x ∈ F A ∃ y ∈ J x ∈ y ∧ y ⊆ F A ↔ ∀ z ∈ A ∃ y ∈ J F ⁡ z ∈ y ∧ y ⊆ F A
76 48 12 75 syl2anc ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C → ∀ x ∈ F A ∃ y ∈ J x ∈ y ∧ y ⊆ F A ↔ ∀ z ∈ A ∃ y ∈ J F ⁡ z ∈ y ∧ y ⊆ F A
77 71 76 mpbird ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C → ∀ x ∈ F A ∃ y ∈ J x ∈ y ∧ y ⊆ F A
78 eltop2 ⊢ J ∈ Top → F A ∈ J ↔ ∀ x ∈ F A ∃ y ∈ J x ∈ y ∧ y ⊆ F A
79 40 78 syl ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C → F A ∈ J ↔ ∀ x ∈ F A ∃ y ∈ J x ∈ y ∧ y ⊆ F A
80 77 79 mpbird ⊢ F ∈ C CovMap J ∧ A ∈ C → F A ∈ J