Metamath Proof Explorer


Theorem cvmliftlem2

Description: Lemma for cvmlift . W = [ ( k - 1 ) / N , k / N ] is a subset of [ 0 , 1 ] for each M e. ( 1 ... N ) . (Contributed by Mario Carneiro, 16-Feb-2015)

Ref Expression
Hypotheses cvmliftlem.1 โŠข ๐‘† = ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ฝ โ†ฆ { ๐‘  โˆˆ ( ๐’ซ ๐ถ โˆ– { โˆ… } ) โˆฃ ( โˆช ๐‘  = ( โ—ก ๐น โ€œ ๐‘˜ ) โˆง โˆ€ ๐‘ข โˆˆ ๐‘  ( โˆ€ ๐‘ฃ โˆˆ ( ๐‘  โˆ– { ๐‘ข } ) ( ๐‘ข โˆฉ ๐‘ฃ ) = โˆ… โˆง ( ๐น โ†พ ๐‘ข ) โˆˆ ( ( ๐ถ โ†พt ๐‘ข ) Homeo ( ๐ฝ โ†พt ๐‘˜ ) ) ) ) } )
cvmliftlem.b โŠข ๐ต = โˆช ๐ถ
cvmliftlem.x โŠข ๐‘‹ = โˆช ๐ฝ
cvmliftlem.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐ถ CovMap ๐ฝ ) )
cvmliftlem.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ( II Cn ๐ฝ ) )
cvmliftlem.p โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ ๐ต )
cvmliftlem.e โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ƒ ) = ( ๐บ โ€˜ 0 ) )
cvmliftlem.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
cvmliftlem.t โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ : ( 1 ... ๐‘ ) โŸถ โˆช ๐‘— โˆˆ ๐ฝ ( { ๐‘— } ร— ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) )
cvmliftlem.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘ ) ( ๐บ โ€œ ( ( ( ๐‘˜ โˆ’ 1 ) / ๐‘ ) [,] ( ๐‘˜ / ๐‘ ) ) ) โІ ( 1st โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
cvmliftlem.l โŠข ๐ฟ = ( topGen โ€˜ ran (,) )
cvmliftlem1.m โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ ( 1 ... ๐‘ ) )
cvmliftlem3.3 โŠข ๐‘Š = ( ( ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) / ๐‘ ) [,] ( ๐‘€ / ๐‘ ) )
Assertion cvmliftlem2 ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ๐‘Š โІ ( 0 [,] 1 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cvmliftlem.1 โŠข ๐‘† = ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ฝ โ†ฆ { ๐‘  โˆˆ ( ๐’ซ ๐ถ โˆ– { โˆ… } ) โˆฃ ( โˆช ๐‘  = ( โ—ก ๐น โ€œ ๐‘˜ ) โˆง โˆ€ ๐‘ข โˆˆ ๐‘  ( โˆ€ ๐‘ฃ โˆˆ ( ๐‘  โˆ– { ๐‘ข } ) ( ๐‘ข โˆฉ ๐‘ฃ ) = โˆ… โˆง ( ๐น โ†พ ๐‘ข ) โˆˆ ( ( ๐ถ โ†พt ๐‘ข ) Homeo ( ๐ฝ โ†พt ๐‘˜ ) ) ) ) } )
2 cvmliftlem.b โŠข ๐ต = โˆช ๐ถ
3 cvmliftlem.x โŠข ๐‘‹ = โˆช ๐ฝ
4 cvmliftlem.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐ถ CovMap ๐ฝ ) )
5 cvmliftlem.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ( II Cn ๐ฝ ) )
6 cvmliftlem.p โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ ๐ต )
7 cvmliftlem.e โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ƒ ) = ( ๐บ โ€˜ 0 ) )
8 cvmliftlem.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
9 cvmliftlem.t โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ : ( 1 ... ๐‘ ) โŸถ โˆช ๐‘— โˆˆ ๐ฝ ( { ๐‘— } ร— ( ๐‘† โ€˜ ๐‘— ) ) )
10 cvmliftlem.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( 1 ... ๐‘ ) ( ๐บ โ€œ ( ( ( ๐‘˜ โˆ’ 1 ) / ๐‘ ) [,] ( ๐‘˜ / ๐‘ ) ) ) โІ ( 1st โ€˜ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
11 cvmliftlem.l โŠข ๐ฟ = ( topGen โ€˜ ran (,) )
12 cvmliftlem1.m โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ ( 1 ... ๐‘ ) )
13 cvmliftlem3.3 โŠข ๐‘Š = ( ( ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) / ๐‘ ) [,] ( ๐‘€ / ๐‘ ) )
14 0red โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ 0 โˆˆ โ„ )
15 1red โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
16 elfznn โŠข ( ๐‘€ โˆˆ ( 1 ... ๐‘ ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„• )
17 12 16 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„• )
18 17 nnred โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„ )
19 peano2rem โŠข ( ๐‘€ โˆˆ โ„ โ†’ ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ )
20 18 19 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ )
21 nnm1nn0 โŠข ( ๐‘€ โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„•0 )
22 17 21 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„•0 )
23 22 nn0ge0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) )
24 8 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
25 24 nnred โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ )
26 24 nngt0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ 0 < ๐‘ )
27 divge0 โŠข ( ( ( ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) ) โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐‘ ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) / ๐‘ ) )
28 20 23 25 26 27 syl22anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ 0 โ‰ค ( ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) / ๐‘ ) )
29 elfzle2 โŠข ( ๐‘€ โˆˆ ( 1 ... ๐‘ ) โ†’ ๐‘€ โ‰ค ๐‘ )
30 12 29 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ๐‘€ โ‰ค ๐‘ )
31 24 nncnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„‚ )
32 31 mulridd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ( ๐‘ ยท 1 ) = ๐‘ )
33 30 32 breqtrrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ๐‘€ โ‰ค ( ๐‘ ยท 1 ) )
34 ledivmul โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ โ„ โˆง 1 โˆˆ โ„ โˆง ( ๐‘ โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐‘ ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ / ๐‘ ) โ‰ค 1 โ†” ๐‘€ โ‰ค ( ๐‘ ยท 1 ) ) )
35 18 15 25 26 34 syl112anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ( ( ๐‘€ / ๐‘ ) โ‰ค 1 โ†” ๐‘€ โ‰ค ( ๐‘ ยท 1 ) ) )
36 33 35 mpbird โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ( ๐‘€ / ๐‘ ) โ‰ค 1 )
37 iccss โŠข ( ( ( 0 โˆˆ โ„ โˆง 1 โˆˆ โ„ ) โˆง ( 0 โ‰ค ( ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) / ๐‘ ) โˆง ( ๐‘€ / ๐‘ ) โ‰ค 1 ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) / ๐‘ ) [,] ( ๐‘€ / ๐‘ ) ) โІ ( 0 [,] 1 ) )
38 14 15 28 36 37 syl22anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ( ( ( ๐‘€ โˆ’ 1 ) / ๐‘ ) [,] ( ๐‘€ / ๐‘ ) ) โІ ( 0 [,] 1 ) )
39 13 38 eqsstrid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐œ“ ) โ†’ ๐‘Š โІ ( 0 [,] 1 ) )