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Theorem pi1addval

Description: The concatenation of two path-homotopy classes in the fundamental group. (Contributed by Jeff Madsen, 11-Jun-2010) (Revised by Mario Carneiro, 10-Jul-2015)

Ref Expression
Hypotheses elpi1.g G = J π 1 Y
elpi1.b B = Base G
elpi1.1 φ J TopOn X
elpi1.2 φ Y X
pi1addf.p + ˙ = + G
pi1addval.3 φ M B
pi1addval.4 φ N B
Assertion pi1addval φ M ph J + ˙ N ph J = M * 𝑝 J N ph J

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elpi1.g G = J π 1 Y
2 elpi1.b B = Base G
3 elpi1.1 φ J TopOn X
4 elpi1.2 φ Y X
5 pi1addf.p + ˙ = + G
6 pi1addval.3 φ M B
7 pi1addval.4 φ N B
8 eqidd φ J Ω 1 Y / 𝑠 ph J = J Ω 1 Y / 𝑠 ph J
9 eqidd φ Base J Ω 1 Y = Base J Ω 1 Y
10 fvexd φ ph J V
11 ovexd φ J Ω 1 Y V
12 eqid J Ω 1 Y = J Ω 1 Y
13 2 a1i φ B = Base G
14 1 3 4 12 13 9 pi1blem φ ph J Base J Ω 1 Y Base J Ω 1 Y Base J Ω 1 Y II Cn J
15 14 simpld φ ph J Base J Ω 1 Y Base J Ω 1 Y
16 8 9 10 11 15 qusin φ J Ω 1 Y / 𝑠 ph J = J Ω 1 Y / 𝑠 ph J Base J Ω 1 Y × Base J Ω 1 Y
17 1 3 4 12 pi1val φ G = J Ω 1 Y / 𝑠 ph J
18 1 3 4 12 13 9 pi1buni φ B = Base J Ω 1 Y
19 18 sqxpeqd φ B × B = Base J Ω 1 Y × Base J Ω 1 Y
20 19 ineq2d φ ph J B × B = ph J Base J Ω 1 Y × Base J Ω 1 Y
21 20 oveq2d φ J Ω 1 Y / 𝑠 ph J B × B = J Ω 1 Y / 𝑠 ph J Base J Ω 1 Y × Base J Ω 1 Y
22 16 17 21 3eqtr4d φ G = J Ω 1 Y / 𝑠 ph J B × B
23 phtpcer ph J Er II Cn J
24 23 a1i φ ph J Er II Cn J
25 14 simprd φ Base J Ω 1 Y II Cn J
26 18 25 eqsstrd φ B II Cn J
27 24 26 erinxp φ ph J B × B Er B
28 eqid ph J B × B = ph J B × B
29 eqid + J Ω 1 Y = + J Ω 1 Y
30 1 3 4 13 28 12 29 pi1cpbl φ a ph J B × B c b ph J B × B d a + J Ω 1 Y b ph J B × B c + J Ω 1 Y d
31 12 3 4 om1plusg φ * 𝑝 J = + J Ω 1 Y
32 31 oveqdr φ c B d B c * 𝑝 J d = c + J Ω 1 Y d
33 3 adantr φ c B d B J TopOn X
34 4 adantr φ c B d B Y X
35 18 adantr φ c B d B B = Base J Ω 1 Y
36 simprl φ c B d B c B
37 simprr φ c B d B d B
38 12 33 34 35 36 37 om1addcl φ c B d B c * 𝑝 J d B
39 32 38 eqeltrrd φ c B d B c + J Ω 1 Y d B
40 22 18 27 11 30 39 29 5 qusaddval φ M B N B M ph J B × B + ˙ N ph J B × B = M + J Ω 1 Y N ph J B × B
41 6 7 40 mpd3an23 φ M ph J B × B + ˙ N ph J B × B = M + J Ω 1 Y N ph J B × B
42 18 imaeq2d φ ph J B = ph J Base J Ω 1 Y
43 15 42 18 3sstr4d φ ph J B B
44 ecinxp ph J B B M B M ph J = M ph J B × B
45 43 6 44 syl2anc φ M ph J = M ph J B × B
46 ecinxp ph J B B N B N ph J = N ph J B × B
47 43 7 46 syl2anc φ N ph J = N ph J B × B
48 45 47 oveq12d φ M ph J + ˙ N ph J = M ph J B × B + ˙ N ph J B × B
49 12 3 4 18 6 7 om1addcl φ M * 𝑝 J N B
50 ecinxp ph J B B M * 𝑝 J N B M * 𝑝 J N ph J = M * 𝑝 J N ph J B × B
51 43 49 50 syl2anc φ M * 𝑝 J N ph J = M * 𝑝 J N ph J B × B
52 31 oveqd φ M * 𝑝 J N = M + J Ω 1 Y N
53 52 eceq1d φ M * 𝑝 J N ph J B × B = M + J Ω 1 Y N ph J B × B
54 51 53 eqtrd φ M * 𝑝 J N ph J = M + J Ω 1 Y N ph J B × B
55 41 48 54 3eqtr4d φ M ph J + ˙ N ph J = M * 𝑝 J N ph J