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Theorem cvxpconn

Description: A convex subset of the complex numbers is path-connected. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Feb-2015)

Ref Expression
Hypotheses cvxpconn.1 φ S
cvxpconn.2 φ x S y S t 0 1 t x + 1 t y S
cvxpconn.3 J = TopOpen fld
cvxpconn.4 K = J 𝑡 S
Assertion cvxpconn φ K PConn

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cvxpconn.1 φ S
2 cvxpconn.2 φ x S y S t 0 1 t x + 1 t y S
3 cvxpconn.3 J = TopOpen fld
4 cvxpconn.4 K = J 𝑡 S
5 3 cnfldtop J Top
6 cnex V
7 ssexg S V S V
8 1 6 7 sylancl φ S V
9 resttop J Top S V J 𝑡 S Top
10 5 8 9 sylancr φ J 𝑡 S Top
11 4 10 eqeltrid φ K Top
12 3 dfii3 II = J 𝑡 0 1
13 3 cnfldtopon J TopOn
14 13 a1i φ y S x S J TopOn
15 unitssre 0 1
16 ax-resscn
17 15 16 sstri 0 1
18 17 a1i φ y S x S 0 1
19 14 cnmptid φ y S x S t t J Cn J
20 1 adantr φ y S x S S
21 simprr φ y S x S x S
22 20 21 sseldd φ y S x S x
23 14 14 22 cnmptc φ y S x S t x J Cn J
24 3 mulcn × J × t J Cn J
25 24 a1i φ y S x S × J × t J Cn J
26 14 19 23 25 cnmpt12f φ y S x S t t x J Cn J
27 1cnd φ y S x S 1
28 14 14 27 cnmptc φ y S x S t 1 J Cn J
29 3 subcn J × t J Cn J
30 29 a1i φ y S x S J × t J Cn J
31 14 28 19 30 cnmpt12f φ y S x S t 1 t J Cn J
32 simprl φ y S x S y S
33 20 32 sseldd φ y S x S y
34 14 14 33 cnmptc φ y S x S t y J Cn J
35 14 31 34 25 cnmpt12f φ y S x S t 1 t y J Cn J
36 3 addcn + J × t J Cn J
37 36 a1i φ y S x S + J × t J Cn J
38 14 26 35 37 cnmpt12f φ y S x S t t x + 1 t y J Cn J
39 12 14 18 38 cnmpt1res φ y S x S t 0 1 t x + 1 t y II Cn J
40 2 3exp2 φ x S y S t 0 1 t x + 1 t y S
41 40 com23 φ y S x S t 0 1 t x + 1 t y S
42 41 imp42 φ y S x S t 0 1 t x + 1 t y S
43 42 fmpttd φ y S x S t 0 1 t x + 1 t y : 0 1 S
44 43 frnd φ y S x S ran t 0 1 t x + 1 t y S
45 cnrest2 J TopOn ran t 0 1 t x + 1 t y S S t 0 1 t x + 1 t y II Cn J t 0 1 t x + 1 t y II Cn J 𝑡 S
46 14 44 20 45 syl3anc φ y S x S t 0 1 t x + 1 t y II Cn J t 0 1 t x + 1 t y II Cn J 𝑡 S
47 39 46 mpbid φ y S x S t 0 1 t x + 1 t y II Cn J 𝑡 S
48 4 oveq2i II Cn K = II Cn J 𝑡 S
49 47 48 eleqtrrdi φ y S x S t 0 1 t x + 1 t y II Cn K
50 0elunit 0 0 1
51 oveq1 t = 0 t x = 0 x
52 oveq2 t = 0 1 t = 1 0
53 1m0e1 1 0 = 1
54 52 53 eqtrdi t = 0 1 t = 1
55 54 oveq1d t = 0 1 t y = 1 y
56 51 55 oveq12d t = 0 t x + 1 t y = 0 x + 1 y
57 eqid t 0 1 t x + 1 t y = t 0 1 t x + 1 t y
58 ovex 0 x + 1 y V
59 56 57 58 fvmpt 0 0 1 t 0 1 t x + 1 t y 0 = 0 x + 1 y
60 50 59 ax-mp t 0 1 t x + 1 t y 0 = 0 x + 1 y
61 22 mul02d φ y S x S 0 x = 0
62 33 mulid2d φ y S x S 1 y = y
63 61 62 oveq12d φ y S x S 0 x + 1 y = 0 + y
64 33 addid2d φ y S x S 0 + y = y
65 63 64 eqtrd φ y S x S 0 x + 1 y = y
66 60 65 eqtrid φ y S x S t 0 1 t x + 1 t y 0 = y
67 1elunit 1 0 1
68 oveq1 t = 1 t x = 1 x
69 oveq2 t = 1 1 t = 1 1
70 1m1e0 1 1 = 0
71 69 70 eqtrdi t = 1 1 t = 0
72 71 oveq1d t = 1 1 t y = 0 y
73 68 72 oveq12d t = 1 t x + 1 t y = 1 x + 0 y
74 ovex 1 x + 0 y V
75 73 57 74 fvmpt 1 0 1 t 0 1 t x + 1 t y 1 = 1 x + 0 y
76 67 75 ax-mp t 0 1 t x + 1 t y 1 = 1 x + 0 y
77 22 mulid2d φ y S x S 1 x = x
78 33 mul02d φ y S x S 0 y = 0
79 77 78 oveq12d φ y S x S 1 x + 0 y = x + 0
80 22 addid1d φ y S x S x + 0 = x
81 79 80 eqtrd φ y S x S 1 x + 0 y = x
82 76 81 eqtrid φ y S x S t 0 1 t x + 1 t y 1 = x
83 fveq1 f = t 0 1 t x + 1 t y f 0 = t 0 1 t x + 1 t y 0
84 83 eqeq1d f = t 0 1 t x + 1 t y f 0 = y t 0 1 t x + 1 t y 0 = y
85 fveq1 f = t 0 1 t x + 1 t y f 1 = t 0 1 t x + 1 t y 1
86 85 eqeq1d f = t 0 1 t x + 1 t y f 1 = x t 0 1 t x + 1 t y 1 = x
87 84 86 anbi12d f = t 0 1 t x + 1 t y f 0 = y f 1 = x t 0 1 t x + 1 t y 0 = y t 0 1 t x + 1 t y 1 = x
88 87 rspcev t 0 1 t x + 1 t y II Cn K t 0 1 t x + 1 t y 0 = y t 0 1 t x + 1 t y 1 = x f II Cn K f 0 = y f 1 = x
89 49 66 82 88 syl12anc φ y S x S f II Cn K f 0 = y f 1 = x
90 89 ralrimivva φ y S x S f II Cn K f 0 = y f 1 = x
91 resttopon J TopOn S J 𝑡 S TopOn S
92 13 1 91 sylancr φ J 𝑡 S TopOn S
93 4 92 eqeltrid φ K TopOn S
94 toponuni K TopOn S S = K
95 93 94 syl φ S = K
96 95 raleqdv φ x S f II Cn K f 0 = y f 1 = x x K f II Cn K f 0 = y f 1 = x
97 95 96 raleqbidv φ y S x S f II Cn K f 0 = y f 1 = x y K x K f II Cn K f 0 = y f 1 = x
98 90 97 mpbid φ y K x K f II Cn K f 0 = y f 1 = x
99 eqid K = K
100 99 ispconn K PConn K Top y K x K f II Cn K f 0 = y f 1 = x
101 11 98 100 sylanbrc φ K PConn