Theorem cvmcov2 34890

Description: The covering map property can be restricted to an open subset. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Jul-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
cvmcov.1	⊢ 𝑆 = (𝑘 ∈ 𝐽 ↦ {𝑠 ∈ (𝒫 𝐶 ∖ {∅}) ∣ (∪ 𝑠 = (◡𝐹 “ 𝑘) ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑠 (∀𝑣 ∈ (𝑠 ∖ {𝑢})(𝑢 ∩ 𝑣) = ∅ ∧ (𝐹 ↾ 𝑢) ∈ ((𝐶 ↾t 𝑢)Homeo(𝐽 ↾t 𝑘))))})

Assertion

Ref	Expression
cvmcov2	⊢ ((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) → ∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑈(𝑃 ∈ 𝑥 ∧ (𝑆‘𝑥) ≠ ∅))

Distinct variable groups:   𝑘,𝑠,𝑢,𝑣,𝑥,𝐶   𝑘,𝐹,𝑠,𝑢,𝑣,𝑥   𝑃,𝑘,𝑥   𝑘,𝐽,𝑠,𝑢,𝑣,𝑥   𝑥,𝑆   𝑈,𝑘,𝑠,𝑢,𝑣,𝑥

Allowed substitution hints:   𝑃(𝑣,𝑢,𝑠)   𝑆(𝑣,𝑢,𝑘,𝑠)

Proof of Theorem cvmcov2

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp1 1133	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) → 𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽))
2		simp3 1135	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) → 𝑃 ∈ 𝑈)
3		simp2 1134	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) → 𝑈 ∈ 𝐽)
4		elunii 4915	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ 𝑈 ∧ 𝑈 ∈ 𝐽) → 𝑃 ∈ ∪ 𝐽)
5	2, 3, 4	syl2anc 582	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) → 𝑃 ∈ ∪ 𝐽)
6		cvmcov.1	. . . 4 ⊢ 𝑆 = (𝑘 ∈ 𝐽 ↦ {𝑠 ∈ (𝒫 𝐶 ∖ {∅}) ∣ (∪ 𝑠 = (◡𝐹 “ 𝑘) ∧ ∀𝑢 ∈ 𝑠 (∀𝑣 ∈ (𝑠 ∖ {𝑢})(𝑢 ∩ 𝑣) = ∅ ∧ (𝐹 ↾ 𝑢) ∈ ((𝐶 ↾t 𝑢)Homeo(𝐽 ↾t 𝑘))))})
7		eqid 2727	. . . 4 ⊢ ∪ 𝐽 = ∪ 𝐽
8	6, 7	cvmcov 34878	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑃 ∈ ∪ 𝐽) → ∃𝑦 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))
9	1, 5, 8	syl2anc 582	. 2 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) → ∃𝑦 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))
10		inss2 4230	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∩ 𝑈) ⊆ 𝑈
11		vex 3475	. . . . . . 7 ⊢ 𝑦 ∈ V
12	11	inex1 5319	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∩ 𝑈) ∈ V
13	12	elpw 4608	. . . . 5 ⊢ ((𝑦 ∩ 𝑈) ∈ 𝒫 𝑈 ↔ (𝑦 ∩ 𝑈) ⊆ 𝑈)
14	10, 13	mpbir 230	. . . 4 ⊢ (𝑦 ∩ 𝑈) ∈ 𝒫 𝑈
15	14	a1i 11	. . 3 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) ∧ (𝑦 ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))) → (𝑦 ∩ 𝑈) ∈ 𝒫 𝑈)
16		simprrl 779	. . . 4 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) ∧ (𝑦 ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))) → 𝑃 ∈ 𝑦)
17	2	adantr 479	. . . 4 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) ∧ (𝑦 ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))) → 𝑃 ∈ 𝑈)
18	16, 17	elind 4194	. . 3 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) ∧ (𝑦 ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))) → 𝑃 ∈ (𝑦 ∩ 𝑈))
19		simprrr 780	. . . 4 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) ∧ (𝑦 ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))) → (𝑆‘𝑦) ≠ ∅)
20	1	adantr 479	. . . . 5 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) ∧ (𝑦 ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))) → 𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽))
21		cvmtop2 34876	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) → 𝐽 ∈ Top)
22	20, 21	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) ∧ (𝑦 ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))) → 𝐽 ∈ Top)
23		simprl 769	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) ∧ (𝑦 ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))) → 𝑦 ∈ 𝐽)
24	3	adantr 479	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) ∧ (𝑦 ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))) → 𝑈 ∈ 𝐽)
25		inopn 22819	. . . . . 6 ⊢ ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑦 ∈ 𝐽 ∧ 𝑈 ∈ 𝐽) → (𝑦 ∩ 𝑈) ∈ 𝐽)
26	22, 23, 24, 25	syl3anc 1368	. . . . 5 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) ∧ (𝑦 ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))) → (𝑦 ∩ 𝑈) ∈ 𝐽)
27		inss1 4229	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∩ 𝑈) ⊆ 𝑦
28	27	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) ∧ (𝑦 ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))) → (𝑦 ∩ 𝑈) ⊆ 𝑦)
29	6	cvmsss2 34889	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ (𝑦 ∩ 𝑈) ∈ 𝐽 ∧ (𝑦 ∩ 𝑈) ⊆ 𝑦) → ((𝑆‘𝑦) ≠ ∅ → (𝑆‘(𝑦 ∩ 𝑈)) ≠ ∅))
30	20, 26, 28, 29	syl3anc 1368	. . . 4 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) ∧ (𝑦 ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))) → ((𝑆‘𝑦) ≠ ∅ → (𝑆‘(𝑦 ∩ 𝑈)) ≠ ∅))
31	19, 30	mpd 15	. . 3 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) ∧ (𝑦 ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))) → (𝑆‘(𝑦 ∩ 𝑈)) ≠ ∅)
32		eleq2 2817	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (𝑦 ∩ 𝑈) → (𝑃 ∈ 𝑥 ↔ 𝑃 ∈ (𝑦 ∩ 𝑈)))
33		fveq2 6900	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = (𝑦 ∩ 𝑈) → (𝑆‘𝑥) = (𝑆‘(𝑦 ∩ 𝑈)))
34	33	neeq1d 2996	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (𝑦 ∩ 𝑈) → ((𝑆‘𝑥) ≠ ∅ ↔ (𝑆‘(𝑦 ∩ 𝑈)) ≠ ∅))
35	32, 34	anbi12d 630	. . . 4 ⊢ (𝑥 = (𝑦 ∩ 𝑈) → ((𝑃 ∈ 𝑥 ∧ (𝑆‘𝑥) ≠ ∅) ↔ (𝑃 ∈ (𝑦 ∩ 𝑈) ∧ (𝑆‘(𝑦 ∩ 𝑈)) ≠ ∅)))
36	35	rspcev 3609	. . 3 ⊢ (((𝑦 ∩ 𝑈) ∈ 𝒫 𝑈 ∧ (𝑃 ∈ (𝑦 ∩ 𝑈) ∧ (𝑆‘(𝑦 ∩ 𝑈)) ≠ ∅)) → ∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑈(𝑃 ∈ 𝑥 ∧ (𝑆‘𝑥) ≠ ∅))
37	15, 18, 31, 36	syl12anc 835	. 2 ⊢ (((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) ∧ (𝑦 ∈ 𝐽 ∧ (𝑃 ∈ 𝑦 ∧ (𝑆‘𝑦) ≠ ∅))) → ∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑈(𝑃 ∈ 𝑥 ∧ (𝑆‘𝑥) ≠ ∅))
38	9, 37	rexlimddv 3157	1 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽) ∧ 𝑈 ∈ 𝐽 ∧ 𝑃 ∈ 𝑈) → ∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑈(𝑃 ∈ 𝑥 ∧ (𝑆‘𝑥) ≠ ∅))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 394   ∧ w3a 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   ≠ wne 2936  ∀wral 3057  ∃wrex 3066  {crab 3428   ∖ cdif 3944   ∩ cin 3946   ⊆ wss 3947  ∅c0 4324  𝒫 cpw 4604  {csn 4630  ∪ cuni 4910   ↦ cmpt 5233  ^◡ccnv 5679   ↾ cres 5682   “ cima 5683  ‘cfv 6551  (class class class)co 7424   ↾_t crest 17407  Topctop 22813  Homeochmeo 23675   CovMap ccvm 34870

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2698  ax-rep 5287  ax-sep 5301  ax-nul 5308  ax-pow 5367  ax-pr 5431  ax-un 7744

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2937  df-ral 3058  df-rex 3067  df-reu 3373  df-rab 3429  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4325  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-op 4637  df-uni 4911  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5151  df-opab 5213  df-mpt 5234  df-tr 5268  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5635  df-we 5637  df-xp 5686  df-rel 5687  df-cnv 5688  df-co 5689  df-dm 5690  df-rn 5691  df-res 5692  df-ima 5693  df-ord 6375  df-on 6376  df-lim 6377  df-suc 6378  df-iota 6503  df-fun 6553  df-fn 6554  df-f 6555  df-f1 6556  df-fo 6557  df-f1o 6558  df-fv 6559  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-om 7875  df-1st 7997  df-2nd 7998  df-map 8851  df-en 8969  df-fin 8972  df-fi 9440  df-rest 17409  df-topgen 17430  df-top 22814  df-topon 22831  df-bases 22867  df-cn 23149  df-hmeo 23677  df-cvm 34871

This theorem is referenced by: (None)