Theorem cvmlift 31613

Description: One of the important properties of covering maps is that any path 𝐺 in the base space "lifts" to a path 𝑓 in the covering space such that 𝐹 ∘ 𝑓 = 𝐺, and given a starting point 𝑃 in the covering space this lift is unique. The proof is contained in cvmliftlem1 31599 thru cvmliftlem15 31612. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Feb-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
cvmlift.1	⊢ 𝐵 = ∪ 𝐶

Assertion

Ref	Expression
cvmlift	⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝐺 ∈ (II Cn 𝐽)) ∧ (𝑃 ∈ 𝐵 ∧ (𝐹‘𝑃) = (𝐺‘0))) → ∃!𝑓 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑓) = 𝐺 ∧ (𝑓‘0) = 𝑃))

Distinct variable groups:   𝐶,𝑓   𝑓,𝐺   𝑃,𝑓   𝑓,𝐹   𝑓,𝐽   𝐵,𝑓

Proof of Theorem cvmlift

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 𝑘 𝑠 𝑢 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2770	. . 3 ⊢ (𝑘 ∈ 𝐽 ↦ {𝑠 ∈ (𝒫 𝐶 ∖ {∅}) ∣ (∪ 𝑠 = (◡𝐹 “ 𝑘) ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑠 (∀𝑣 ∈ (𝑠 ∖ {𝑢})(𝑢 ∩ 𝑣) = ∅ ∧ (𝐹 ↾ 𝑢) ∈ ((𝐶 ↾t 𝑢)Homeo(𝐽 ↾t 𝑘))))}) = (𝑘 ∈ 𝐽 ↦ {𝑠 ∈ (𝒫 𝐶 ∖ {∅}) ∣ (∪ 𝑠 = (◡𝐹 “ 𝑘) ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑠 (∀𝑣 ∈ (𝑠 ∖ {𝑢})(𝑢 ∩ 𝑣) = ∅ ∧ (𝐹 ↾ 𝑢) ∈ ((𝐶 ↾t 𝑢)Homeo(𝐽 ↾t 𝑘))))})
2	1	cvmscbv 31572	. 2 ⊢ (𝑘 ∈ 𝐽 ↦ {𝑠 ∈ (𝒫 𝐶 ∖ {∅}) ∣ (∪ 𝑠 = (◡𝐹 “ 𝑘) ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑠 (∀𝑣 ∈ (𝑠 ∖ {𝑢})(𝑢 ∩ 𝑣) = ∅ ∧ (𝐹 ↾ 𝑢) ∈ ((𝐶 ↾t 𝑢)Homeo(𝐽 ↾t 𝑘))))}) = (𝑎 ∈ 𝐽 ↦ {𝑏 ∈ (𝒫 𝐶 ∖ {∅}) ∣ (∪ 𝑏 = (◡𝐹 “ 𝑎) ∧ ∀𝑐 ∈ 𝑏 (∀𝑑 ∈ (𝑏 ∖ {𝑐})(𝑐 ∩ 𝑑) = ∅ ∧ (𝐹 ↾ 𝑐) ∈ ((𝐶 ↾t 𝑐)Homeo(𝐽 ↾t 𝑎))))})
3		cvmlift.1	. 2 ⊢ 𝐵 = ∪ 𝐶
4		eqid 2770	. 2 ⊢ ∪ 𝐽 = ∪ 𝐽
5		simpll 742	. 2 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝐺 ∈ (II Cn 𝐽)) ∧ (𝑃 ∈ 𝐵 ∧ (𝐹‘𝑃) = (𝐺‘0))) → 𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽))
6		simplr 744	. 2 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝐺 ∈ (II Cn 𝐽)) ∧ (𝑃 ∈ 𝐵 ∧ (𝐹‘𝑃) = (𝐺‘0))) → 𝐺 ∈ (II Cn 𝐽))
7		simprl 746	. 2 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝐺 ∈ (II Cn 𝐽)) ∧ (𝑃 ∈ 𝐵 ∧ (𝐹‘𝑃) = (𝐺‘0))) → 𝑃 ∈ 𝐵)
8		simprr 748	. 2 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝐺 ∈ (II Cn 𝐽)) ∧ (𝑃 ∈ 𝐵 ∧ (𝐹‘𝑃) = (𝐺‘0))) → (𝐹‘𝑃) = (𝐺‘0))
9	2, 3, 4, 5, 6, 7, 8	cvmliftlem15 31612	1 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝐺 ∈ (II Cn 𝐽)) ∧ (𝑃 ∈ 𝐵 ∧ (𝐹‘𝑃) = (𝐺‘0))) → ∃!𝑓 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑓) = 𝐺 ∧ (𝑓‘0) = 𝑃))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 382   = wceq 1630   ∈ wcel 2144  ∀wral 3060  ∃!wreu 3062  {crab 3064   ∖ cdif 3718   ∩ cin 3720  ∅c0 4061  𝒫 cpw 4295  {csn 4314  ∪ cuni 4572   ↦ cmpt 4861  ^◡ccnv 5248   ↾ cres 5251   “ cima 5252   ∘ ccom 5253  ‘cfv 6031  (class class class)co 6792  0cc0 10137   ↾_t crest 16288   Cn ccn 21248  Homeochmeo 21776  IIcii 22897   CovMap ccvm 31569

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1990  ax-6 2056  ax-7 2092  ax-8 2146  ax-9 2153  ax-10 2173  ax-11 2189  ax-12 2202  ax-13 2407  ax-ext 2750  ax-rep 4902  ax-sep 4912  ax-nul 4920  ax-pow 4971  ax-pr 5034  ax-un 7095  ax-inf2 8701  ax-cnex 10193  ax-resscn 10194  ax-1cn 10195  ax-icn 10196  ax-addcl 10197  ax-addrcl 10198  ax-mulcl 10199  ax-mulrcl 10200  ax-mulcom 10201  ax-addass 10202  ax-mulass 10203  ax-distr 10204  ax-i2m1 10205  ax-1ne0 10206  ax-1rid 10207  ax-rnegex 10208  ax-rrecex 10209  ax-cnre 10210  ax-pre-lttri 10211  ax-pre-lttrn 10212  ax-pre-ltadd 10213  ax-pre-mulgt0 10214  ax-pre-sup 10215  ax-addf 10216  ax-mulf 10217

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 827  df-3or 1071  df-3an 1072  df-tru 1633  df-fal 1636  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2049  df-eu 2621  df-mo 2622  df-clab 2757  df-cleq 2763  df-clel 2766  df-nfc 2901  df-ne 2943  df-nel 3046  df-ral 3065  df-rex 3066  df-reu 3067  df-rmo 3068  df-rab 3069  df-v 3351  df-sbc 3586  df-csb 3681  df-dif 3724  df-un 3726  df-in 3728  df-ss 3735  df-pss 3737  df-nul 4062  df-if 4224  df-pw 4297  df-sn 4315  df-pr 4317  df-tp 4319  df-op 4321  df-uni 4573  df-int 4610  df-iun 4654  df-iin 4655  df-br 4785  df-opab 4845  df-mpt 4862  df-tr 4885  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-se 5209  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-isom 6040  df-riota 6753  df-ov 6795  df-oprab 6796  df-mpt2 6797  df-of 7043  df-om 7212  df-1st 7314  df-2nd 7315  df-supp 7446  df-wrecs 7558  df-recs 7620  df-rdg 7658  df-1o 7712  df-2o 7713  df-oadd 7716  df-er 7895  df-ec 7897  df-map 8010  df-ixp 8062  df-en 8109  df-dom 8110  df-sdom 8111  df-fin 8112  df-fsupp 8431  df-fi 8472  df-sup 8503  df-inf 8504  df-oi 8570  df-card 8964  df-cda 9191  df-pnf 10277  df-mnf 10278  df-xr 10279  df-ltxr 10280  df-le 10281  df-sub 10469  df-neg 10470  df-div 10886  df-nn 11222  df-2 11280  df-3 11281  df-4 11282  df-5 11283  df-6 11284  df-7 11285  df-8 11286  df-9 11287  df-n0 11494  df-z 11579  df-dec 11695  df-uz 11888  df-q 11991  df-rp 12035  df-xneg 12150  df-xadd 12151  df-xmul 12152  df-ioo 12383  df-ico 12385  df-icc 12386  df-fz 12533  df-fzo 12673  df-fl 12800  df-seq 13008  df-exp 13067  df-hash 13321  df-cj 14046  df-re 14047  df-im 14048  df-sqrt 14182  df-abs 14183  df-clim 14426  df-sum 14624  df-struct 16065  df-ndx 16066  df-slot 16067  df-base 16069  df-sets 16070  df-ress 16071  df-plusg 16161  df-mulr 16162  df-starv 16163  df-sca 16164  df-vsca 16165  df-ip 16166  df-tset 16167  df-ple 16168  df-ds 16171  df-unif 16172  df-hom 16173  df-cco 16174  df-rest 16290  df-topn 16291  df-0g 16309  df-gsum 16310  df-topgen 16311  df-pt 16312  df-prds 16315  df-xrs 16369  df-qtop 16374  df-imas 16375  df-xps 16377  df-mre 16453  df-mrc 16454  df-acs 16456  df-mgm 17449  df-sgrp 17491  df-mnd 17502  df-submnd 17543  df-mulg 17748  df-cntz 17956  df-cmn 18401  df-psmet 19952  df-xmet 19953  df-met 19954  df-bl 19955  df-mopn 19956  df-cnfld 19961  df-top 20918  df-topon 20935  df-topsp 20957  df-bases 20970  df-cld 21043  df-ntr 21044  df-cls 21045  df-nei 21122  df-cn 21251  df-cnp 21252  df-cmp 21410  df-conn 21435  df-lly 21489  df-nlly 21490  df-tx 21585  df-hmeo 21778  df-xms 22344  df-ms 22345  df-tms 22346  df-ii 22899  df-htpy 22988  df-phtpy 22989  df-phtpc 23010  df-pconn 31535  df-sconn 31536  df-cvm 31570

This theorem is referenced by:  cvmliftiota  31615  cvmliftphtlem  31631  cvmlift3lem6  31638  cvmlift3lem9  31641