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Theorem cvmlift3lem8

Description: Lemma for cvmlift2 . (Contributed by Mario Carneiro, 6-Jul-2015)

Ref Expression
Hypotheses cvmlift3.b 𝐵 = 𝐶
cvmlift3.y 𝑌 = 𝐾
cvmlift3.f ( 𝜑𝐹 ∈ ( 𝐶 CovMap 𝐽 ) )
cvmlift3.k ( 𝜑𝐾 ∈ SConn )
cvmlift3.l ( 𝜑𝐾 ∈ 𝑛-Locally PConn )
cvmlift3.o ( 𝜑𝑂𝑌 )
cvmlift3.g ( 𝜑𝐺 ∈ ( 𝐾 Cn 𝐽 ) )
cvmlift3.p ( 𝜑𝑃𝐵 )
cvmlift3.e ( 𝜑 → ( 𝐹𝑃 ) = ( 𝐺𝑂 ) )
cvmlift3.h 𝐻 = ( 𝑥𝑌 ↦ ( 𝑧𝐵𝑓 ∈ ( II Cn 𝐾 ) ( ( 𝑓 ‘ 0 ) = 𝑂 ∧ ( 𝑓 ‘ 1 ) = 𝑥 ∧ ( ( 𝑔 ∈ ( II Cn 𝐶 ) ( ( 𝐹𝑔 ) = ( 𝐺𝑓 ) ∧ ( 𝑔 ‘ 0 ) = 𝑃 ) ) ‘ 1 ) = 𝑧 ) ) )
cvmlift3lem7.s 𝑆 = ( 𝑘𝐽 ↦ { 𝑠 ∈ ( 𝒫 𝐶 ∖ { ∅ } ) ∣ ( 𝑠 = ( 𝐹𝑘 ) ∧ ∀ 𝑐𝑠 ( ∀ 𝑑 ∈ ( 𝑠 ∖ { 𝑐 } ) ( 𝑐𝑑 ) = ∅ ∧ ( 𝐹𝑐 ) ∈ ( ( 𝐶t 𝑐 ) Homeo ( 𝐽t 𝑘 ) ) ) ) } )
Assertion cvmlift3lem8 ( 𝜑𝐻 ∈ ( 𝐾 Cn 𝐶 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cvmlift3.b 𝐵 = 𝐶
2 cvmlift3.y 𝑌 = 𝐾
3 cvmlift3.f ( 𝜑𝐹 ∈ ( 𝐶 CovMap 𝐽 ) )
4 cvmlift3.k ( 𝜑𝐾 ∈ SConn )
5 cvmlift3.l ( 𝜑𝐾 ∈ 𝑛-Locally PConn )
6 cvmlift3.o ( 𝜑𝑂𝑌 )
7 cvmlift3.g ( 𝜑𝐺 ∈ ( 𝐾 Cn 𝐽 ) )
8 cvmlift3.p ( 𝜑𝑃𝐵 )
9 cvmlift3.e ( 𝜑 → ( 𝐹𝑃 ) = ( 𝐺𝑂 ) )
10 cvmlift3.h 𝐻 = ( 𝑥𝑌 ↦ ( 𝑧𝐵𝑓 ∈ ( II Cn 𝐾 ) ( ( 𝑓 ‘ 0 ) = 𝑂 ∧ ( 𝑓 ‘ 1 ) = 𝑥 ∧ ( ( 𝑔 ∈ ( II Cn 𝐶 ) ( ( 𝐹𝑔 ) = ( 𝐺𝑓 ) ∧ ( 𝑔 ‘ 0 ) = 𝑃 ) ) ‘ 1 ) = 𝑧 ) ) )
11 cvmlift3lem7.s 𝑆 = ( 𝑘𝐽 ↦ { 𝑠 ∈ ( 𝒫 𝐶 ∖ { ∅ } ) ∣ ( 𝑠 = ( 𝐹𝑘 ) ∧ ∀ 𝑐𝑠 ( ∀ 𝑑 ∈ ( 𝑠 ∖ { 𝑐 } ) ( 𝑐𝑑 ) = ∅ ∧ ( 𝐹𝑐 ) ∈ ( ( 𝐶t 𝑐 ) Homeo ( 𝐽t 𝑘 ) ) ) ) } )
12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 cvmlift3lem3 ( 𝜑𝐻 : 𝑌𝐵 )
13 3 adantr ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) → 𝐹 ∈ ( 𝐶 CovMap 𝐽 ) )
14 eqid 𝐽 = 𝐽
15 2 14 cnf ( 𝐺 ∈ ( 𝐾 Cn 𝐽 ) → 𝐺 : 𝑌 𝐽 )
16 7 15 syl ( 𝜑𝐺 : 𝑌 𝐽 )
17 16 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) → ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝐽 )
18 11 14 cvmcov ( ( 𝐹 ∈ ( 𝐶 CovMap 𝐽 ) ∧ ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝐽 ) → ∃ 𝑎𝐽 ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎 ∧ ( 𝑆𝑎 ) ≠ ∅ ) )
19 13 17 18 syl2anc ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) → ∃ 𝑎𝐽 ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎 ∧ ( 𝑆𝑎 ) ≠ ∅ ) )
20 n0 ( ( 𝑆𝑎 ) ≠ ∅ ↔ ∃ 𝑡 𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) )
21 5 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) → 𝐾 ∈ 𝑛-Locally PConn )
22 7 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) → 𝐺 ∈ ( 𝐾 Cn 𝐽 ) )
23 simprr ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) → 𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) )
24 11 cvmsrcl ( 𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) → 𝑎𝐽 )
25 23 24 syl ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) → 𝑎𝐽 )
26 cnima ( ( 𝐺 ∈ ( 𝐾 Cn 𝐽 ) ∧ 𝑎𝐽 ) → ( 𝐺𝑎 ) ∈ 𝐾 )
27 22 25 26 syl2anc ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) → ( 𝐺𝑎 ) ∈ 𝐾 )
28 simplr ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) → 𝑦𝑌 )
29 simprl ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) → ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎 )
30 ffn ( 𝐺 : 𝑌 𝐽𝐺 Fn 𝑌 )
31 elpreima ( 𝐺 Fn 𝑌 → ( 𝑦 ∈ ( 𝐺𝑎 ) ↔ ( 𝑦𝑌 ∧ ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎 ) ) )
32 22 15 30 31 4syl ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) → ( 𝑦 ∈ ( 𝐺𝑎 ) ↔ ( 𝑦𝑌 ∧ ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎 ) ) )
33 28 29 32 mpbir2and ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) → 𝑦 ∈ ( 𝐺𝑎 ) )
34 nlly2i ( ( 𝐾 ∈ 𝑛-Locally PConn ∧ ( 𝐺𝑎 ) ∈ 𝐾𝑦 ∈ ( 𝐺𝑎 ) ) → ∃ 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∃ 𝑣𝐾 ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) )
35 21 27 33 34 syl3anc ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) → ∃ 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∃ 𝑣𝐾 ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) )
36 3 ad3antrrr ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → 𝐹 ∈ ( 𝐶 CovMap 𝐽 ) )
37 4 ad3antrrr ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → 𝐾 ∈ SConn )
38 5 ad3antrrr ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → 𝐾 ∈ 𝑛-Locally PConn )
39 6 ad3antrrr ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → 𝑂𝑌 )
40 7 ad3antrrr ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → 𝐺 ∈ ( 𝐾 Cn 𝐽 ) )
41 8 ad3antrrr ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → 𝑃𝐵 )
42 9 ad3antrrr ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → ( 𝐹𝑃 ) = ( 𝐺𝑂 ) )
43 29 adantr ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎 )
44 23 adantr ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → 𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) )
45 simprll ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) )
46 45 elpwid ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → 𝑚 ⊆ ( 𝐺𝑎 ) )
47 eqid ( 𝑏𝑡 ( 𝐻𝑦 ) ∈ 𝑏 ) = ( 𝑏𝑡 ( 𝐻𝑦 ) ∈ 𝑏 )
48 simprr3 ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn )
49 simprlr ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → 𝑣𝐾 )
50 simprr2 ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → 𝑣𝑚 )
51 simprr1 ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → 𝑦𝑣 )
52 1 2 36 37 38 39 40 41 42 10 11 43 44 46 47 48 49 50 51 cvmlift3lem7 ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) ) ) → 𝐻 ∈ ( ( 𝐾 CnP 𝐶 ) ‘ 𝑦 ) )
53 52 expr ( ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) ∧ ( 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ) → ( ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) → 𝐻 ∈ ( ( 𝐾 CnP 𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ) )
54 53 rexlimdvva ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) → ( ∃ 𝑚 ∈ 𝒫 ( 𝐺𝑎 ) ∃ 𝑣𝐾 ( 𝑦𝑣𝑣𝑚 ∧ ( 𝐾t 𝑚 ) ∈ PConn ) → 𝐻 ∈ ( ( 𝐾 CnP 𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ) )
55 35 54 mpd ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) ) ) → 𝐻 ∈ ( ( 𝐾 CnP 𝐶 ) ‘ 𝑦 ) )
56 55 expr ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎 ) → ( 𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) → 𝐻 ∈ ( ( 𝐾 CnP 𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ) )
57 56 exlimdv ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎 ) → ( ∃ 𝑡 𝑡 ∈ ( 𝑆𝑎 ) → 𝐻 ∈ ( ( 𝐾 CnP 𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ) )
58 20 57 syl5bi ( ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) ∧ ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎 ) → ( ( 𝑆𝑎 ) ≠ ∅ → 𝐻 ∈ ( ( 𝐾 CnP 𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ) )
59 58 expimpd ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) → ( ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎 ∧ ( 𝑆𝑎 ) ≠ ∅ ) → 𝐻 ∈ ( ( 𝐾 CnP 𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ) )
60 59 rexlimdvw ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) → ( ∃ 𝑎𝐽 ( ( 𝐺𝑦 ) ∈ 𝑎 ∧ ( 𝑆𝑎 ) ≠ ∅ ) → 𝐻 ∈ ( ( 𝐾 CnP 𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ) )
61 19 60 mpd ( ( 𝜑𝑦𝑌 ) → 𝐻 ∈ ( ( 𝐾 CnP 𝐶 ) ‘ 𝑦 ) )
62 61 ralrimiva ( 𝜑 → ∀ 𝑦𝑌 𝐻 ∈ ( ( 𝐾 CnP 𝐶 ) ‘ 𝑦 ) )
63 sconntop ( 𝐾 ∈ SConn → 𝐾 ∈ Top )
64 4 63 syl ( 𝜑𝐾 ∈ Top )
65 2 toptopon ( 𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) )
66 64 65 sylib ( 𝜑𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) )
67 cvmtop1 ( 𝐹 ∈ ( 𝐶 CovMap 𝐽 ) → 𝐶 ∈ Top )
68 3 67 syl ( 𝜑𝐶 ∈ Top )
69 1 toptopon ( 𝐶 ∈ Top ↔ 𝐶 ∈ ( TopOn ‘ 𝐵 ) )
70 68 69 sylib ( 𝜑𝐶 ∈ ( TopOn ‘ 𝐵 ) )
71 cncnp ( ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ∧ 𝐶 ∈ ( TopOn ‘ 𝐵 ) ) → ( 𝐻 ∈ ( 𝐾 Cn 𝐶 ) ↔ ( 𝐻 : 𝑌𝐵 ∧ ∀ 𝑦𝑌 𝐻 ∈ ( ( 𝐾 CnP 𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ) ) )
72 66 70 71 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝐻 ∈ ( 𝐾 Cn 𝐶 ) ↔ ( 𝐻 : 𝑌𝐵 ∧ ∀ 𝑦𝑌 𝐻 ∈ ( ( 𝐾 CnP 𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ) ) )
73 12 62 72 mpbir2and ( 𝜑𝐻 ∈ ( 𝐾 Cn 𝐶 ) )