Metamath Proof Explorer


Theorem phtpcer

Description: Path homotopy is an equivalence relation. Proposition 1.2 of Hatcher p. 26. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009) (Revised by Mario Carneiro, 6-Jul-2015) (Proof shortened by AV, 1-May-2021)

Ref Expression
Assertion phtpcer ⊢ ≃ ph ⁡ J Er II Cn J

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 phtpcrel ⊢ Rel ⁡ ≃ ph ⁡ J
2 isphtpc ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ↔ x ∈ II Cn J ∧ y ∈ II Cn J ∧ x PHtpy ⁡ J y ≠ ∅
3 2 simp2bi ⊢ x ≃ ph ⁡ J y → y ∈ II Cn J
4 2 simp1bi ⊢ x ≃ ph ⁡ J y → x ∈ II Cn J
5 2 simp3bi ⊢ x ≃ ph ⁡ J y → x PHtpy ⁡ J y ≠ ∅
6 n0 ⊢ x PHtpy ⁡ J y ≠ ∅ ↔ ∃ f f ∈ x PHtpy ⁡ J y
7 5 6 sylib ⊢ x ≃ ph ⁡ J y → ∃ f f ∈ x PHtpy ⁡ J y
8 4 adantr ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ f ∈ x PHtpy ⁡ J y → x ∈ II Cn J
9 3 adantr ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ f ∈ x PHtpy ⁡ J y → y ∈ II Cn J
10 eqid ⊢ u ∈ 0 1 , v ∈ 0 1 ⟼ u f 1 − v = u ∈ 0 1 , v ∈ 0 1 ⟼ u f 1 − v
11 simpr ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ f ∈ x PHtpy ⁡ J y → f ∈ x PHtpy ⁡ J y
12 8 9 10 11 phtpycom ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ f ∈ x PHtpy ⁡ J y → u ∈ 0 1 , v ∈ 0 1 ⟼ u f 1 − v ∈ y PHtpy ⁡ J x
13 12 ne0d ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ f ∈ x PHtpy ⁡ J y → y PHtpy ⁡ J x ≠ ∅
14 7 13 exlimddv ⊢ x ≃ ph ⁡ J y → y PHtpy ⁡ J x ≠ ∅
15 isphtpc ⊢ y ≃ ph ⁡ J x ↔ y ∈ II Cn J ∧ x ∈ II Cn J ∧ y PHtpy ⁡ J x ≠ ∅
16 3 4 14 15 syl3anbrc ⊢ x ≃ ph ⁡ J y → y ≃ ph ⁡ J x
17 4 adantr ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z → x ∈ II Cn J
18 simpr ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z → y ≃ ph ⁡ J z
19 isphtpc ⊢ y ≃ ph ⁡ J z ↔ y ∈ II Cn J ∧ z ∈ II Cn J ∧ y PHtpy ⁡ J z ≠ ∅
20 18 19 sylib ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z → y ∈ II Cn J ∧ z ∈ II Cn J ∧ y PHtpy ⁡ J z ≠ ∅
21 20 simp2d ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z → z ∈ II Cn J
22 5 adantr ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z → x PHtpy ⁡ J y ≠ ∅
23 22 6 sylib ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z → ∃ f f ∈ x PHtpy ⁡ J y
24 20 simp3d ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z → y PHtpy ⁡ J z ≠ ∅
25 n0 ⊢ y PHtpy ⁡ J z ≠ ∅ ↔ ∃ g g ∈ y PHtpy ⁡ J z
26 24 25 sylib ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z → ∃ g g ∈ y PHtpy ⁡ J z
27 exdistrv ⊢ ∃ f ∃ g f ∈ x PHtpy ⁡ J y ∧ g ∈ y PHtpy ⁡ J z ↔ ∃ f f ∈ x PHtpy ⁡ J y ∧ ∃ g g ∈ y PHtpy ⁡ J z
28 23 26 27 sylanbrc ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z → ∃ f ∃ g f ∈ x PHtpy ⁡ J y ∧ g ∈ y PHtpy ⁡ J z
29 eqid ⊢ u ∈ 0 1 , v ∈ 0 1 ⟼ if v ≤ 1 2 u f 2 ⁢ v u g 2 ⁢ v − 1 = u ∈ 0 1 , v ∈ 0 1 ⟼ if v ≤ 1 2 u f 2 ⁢ v u g 2 ⁢ v − 1
30 17 adantr ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z ∧ f ∈ x PHtpy ⁡ J y ∧ g ∈ y PHtpy ⁡ J z → x ∈ II Cn J
31 20 simp1d ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z → y ∈ II Cn J
32 31 adantr ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z ∧ f ∈ x PHtpy ⁡ J y ∧ g ∈ y PHtpy ⁡ J z → y ∈ II Cn J
33 21 adantr ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z ∧ f ∈ x PHtpy ⁡ J y ∧ g ∈ y PHtpy ⁡ J z → z ∈ II Cn J
34 simprl ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z ∧ f ∈ x PHtpy ⁡ J y ∧ g ∈ y PHtpy ⁡ J z → f ∈ x PHtpy ⁡ J y
35 simprr ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z ∧ f ∈ x PHtpy ⁡ J y ∧ g ∈ y PHtpy ⁡ J z → g ∈ y PHtpy ⁡ J z
36 29 30 32 33 34 35 phtpycc ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z ∧ f ∈ x PHtpy ⁡ J y ∧ g ∈ y PHtpy ⁡ J z → u ∈ 0 1 , v ∈ 0 1 ⟼ if v ≤ 1 2 u f 2 ⁢ v u g 2 ⁢ v − 1 ∈ x PHtpy ⁡ J z
37 36 ne0d ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z ∧ f ∈ x PHtpy ⁡ J y ∧ g ∈ y PHtpy ⁡ J z → x PHtpy ⁡ J z ≠ ∅
38 37 ex ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z → f ∈ x PHtpy ⁡ J y ∧ g ∈ y PHtpy ⁡ J z → x PHtpy ⁡ J z ≠ ∅
39 38 exlimdvv ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z → ∃ f ∃ g f ∈ x PHtpy ⁡ J y ∧ g ∈ y PHtpy ⁡ J z → x PHtpy ⁡ J z ≠ ∅
40 28 39 mpd ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z → x PHtpy ⁡ J z ≠ ∅
41 isphtpc ⊢ x ≃ ph ⁡ J z ↔ x ∈ II Cn J ∧ z ∈ II Cn J ∧ x PHtpy ⁡ J z ≠ ∅
42 17 21 40 41 syl3anbrc ⊢ x ≃ ph ⁡ J y ∧ y ≃ ph ⁡ J z → x ≃ ph ⁡ J z
43 eqid ⊢ y ∈ 0 1 , z ∈ 0 1 ⟼ x ⁡ y = y ∈ 0 1 , z ∈ 0 1 ⟼ x ⁡ y
44 id ⊢ x ∈ II Cn J → x ∈ II Cn J
45 43 44 phtpyid ⊢ x ∈ II Cn J → y ∈ 0 1 , z ∈ 0 1 ⟼ x ⁡ y ∈ x PHtpy ⁡ J x
46 45 ne0d ⊢ x ∈ II Cn J → x PHtpy ⁡ J x ≠ ∅
47 46 ancli ⊢ x ∈ II Cn J → x ∈ II Cn J ∧ x PHtpy ⁡ J x ≠ ∅
48 47 pm4.71ri ⊢ x ∈ II Cn J ↔ x ∈ II Cn J ∧ x PHtpy ⁡ J x ≠ ∅ ∧ x ∈ II Cn J
49 df-3an ⊢ x ∈ II Cn J ∧ x PHtpy ⁡ J x ≠ ∅ ∧ x ∈ II Cn J ↔ x ∈ II Cn J ∧ x PHtpy ⁡ J x ≠ ∅ ∧ x ∈ II Cn J
50 3ancomb ⊢ x ∈ II Cn J ∧ x PHtpy ⁡ J x ≠ ∅ ∧ x ∈ II Cn J ↔ x ∈ II Cn J ∧ x ∈ II Cn J ∧ x PHtpy ⁡ J x ≠ ∅
51 48 49 50 3bitr2i ⊢ x ∈ II Cn J ↔ x ∈ II Cn J ∧ x ∈ II Cn J ∧ x PHtpy ⁡ J x ≠ ∅
52 isphtpc ⊢ x ≃ ph ⁡ J x ↔ x ∈ II Cn J ∧ x ∈ II Cn J ∧ x PHtpy ⁡ J x ≠ ∅
53 51 52 bitr4i ⊢ x ∈ II Cn J ↔ x ≃ ph ⁡ J x
54 1 16 42 53 iseri ⊢ ≃ ph ⁡ J Er II Cn J