Theorem cvmliftlem14 36148

Description: Lemma for cvmlift 36150. Putting the results of cvmliftlem11 36146, cvmliftlem13 36147 and cvmliftmo 36135 together, we have that 𝐾 is a continuous function, satisfies 𝐹 ∘ 𝐾 = 𝐺 and 𝐾(0) = 𝑃, and is equal to any other function which also has these properties, so it follows that 𝐾 is the unique lift of 𝐺. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Feb-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
cvmliftlem.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))))})
cvmliftlem.b	⊢ 𝐵 = ∪ 𝐶
cvmliftlem.x	⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽
cvmliftlem.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽))
cvmliftlem.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ (II Cn 𝐽))
cvmliftlem.p	⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ 𝐵)
cvmliftlem.e	⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑃) = (𝐺‘0))
cvmliftlem.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
cvmliftlem.t	⊢ (𝜑 → 𝑇:(1...𝑁)⟶∪ 𝑗 ∈ 𝐽 ({𝑗} × (𝑆‘𝑗)))
cvmliftlem.a	⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (1...𝑁)(𝐺 “ (((𝑘 − 1) / 𝑁)[,](𝑘 / 𝑁))) ⊆ (1st ‘(𝑇‘𝑘)))
cvmliftlem.l	⊢ 𝐿 = (topGen‘ran (,))
cvmliftlem.q	⊢ 𝑄 = seq0((𝑥 ∈ V, 𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑧 ∈ (((𝑚 − 1) / 𝑁)[,](𝑚 / 𝑁)) ↦ (◡(𝐹 ↾ (℩𝑏 ∈ (2nd ‘(𝑇‘𝑚))(𝑥‘((𝑚 − 1) / 𝑁)) ∈ 𝑏))‘(𝐺‘𝑧)))), (( I ↾ ℕ) ∪ {⟨0, {⟨0, 𝑃⟩}⟩}))
cvmliftlem.k	⊢ 𝐾 = ∪ 𝑘 ∈ (1...𝑁)(𝑄‘𝑘)

Assertion

Ref	Expression
cvmliftlem14	⊢ (𝜑 → ∃!𝑓 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑓) = 𝐺 ∧ (𝑓‘0) = 𝑃))

Distinct variable groups:   𝑣,𝑏,𝑧,𝐵   𝑓,𝑏,𝑗,𝑘,𝑚,𝑠,𝑢,𝑥,𝐹,𝑣,𝑧   𝑧,𝐿   𝑓,𝐾   𝑃,𝑏,𝑓,𝑘,𝑚,𝑢,𝑣,𝑥,𝑧   𝐶,𝑏,𝑓,𝑗,𝑘,𝑠,𝑢,𝑣,𝑧   𝜑,𝑓,𝑗,𝑠,𝑥,𝑧   𝑁,𝑏,𝑘,𝑚,𝑢,𝑣,𝑥,𝑧   𝑆,𝑏,𝑓,𝑗,𝑘,𝑠,𝑢,𝑣,𝑥,𝑧   𝑗,𝑋   𝐺,𝑏,𝑓,𝑗,𝑘,𝑚,𝑠,𝑢,𝑣,𝑥,𝑧   𝑇,𝑏,𝑗,𝑘,𝑚,𝑠,𝑢,𝑣,𝑥,𝑧   𝐽,𝑏,𝑓,𝑗,𝑘,𝑠,𝑢,𝑣,𝑥,𝑧   𝑄,𝑏,𝑘,𝑚,𝑢,𝑣,𝑥,𝑧

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑣, 𝑢, 𝑘, 𝑚, 𝑏)   𝐵(𝑥, 𝑢, 𝑓, 𝑗, 𝑘, 𝑚, 𝑠)   𝐶(𝑥, 𝑚)   𝑃(𝑗, 𝑠)   𝑄(𝑓, 𝑗, 𝑠)   𝑆(𝑚)   𝑇(𝑓)   𝐽(𝑚)   𝐾(𝑥, 𝑧, 𝑣, 𝑢, 𝑗, 𝑘, 𝑚, 𝑠, 𝑏)   𝐿(𝑥, 𝑣, 𝑢, 𝑓, 𝑗, 𝑘, 𝑚, 𝑠, 𝑏)   𝑁(𝑓, 𝑗, 𝑠)   𝑋(𝑥, 𝑧, 𝑣, 𝑢, 𝑓, 𝑘, 𝑚, 𝑠, 𝑏)

Proof of Theorem cvmliftlem14

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cvmliftlem.1	. . . . 5 ⊢ 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))))})
2		cvmliftlem.b	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = ∪ 𝐶
3		cvmliftlem.x	. . . . 5 ⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽
4		cvmliftlem.f	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽))
5		cvmliftlem.g	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ (II Cn 𝐽))
6		cvmliftlem.p	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ 𝐵)
7		cvmliftlem.e	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑃) = (𝐺‘0))
8		cvmliftlem.n	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
9		cvmliftlem.t	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑇:(1...𝑁)⟶∪ 𝑗 ∈ 𝐽 ({𝑗} × (𝑆‘𝑗)))
10		cvmliftlem.a	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ (1...𝑁)(𝐺 “ (((𝑘 − 1) / 𝑁)[,](𝑘 / 𝑁))) ⊆ (1st ‘(𝑇‘𝑘)))
11		cvmliftlem.l	. . . . 5 ⊢ 𝐿 = (topGen‘ran (,))
12		cvmliftlem.q	. . . . 5 ⊢ 𝑄 = seq0((𝑥 ∈ V, 𝑚 ∈ ℕ ↦ (𝑧 ∈ (((𝑚 − 1) / 𝑁)[,](𝑚 / 𝑁)) ↦ (◡(𝐹 ↾ (℩𝑏 ∈ (2nd ‘(𝑇‘𝑚))(𝑥‘((𝑚 − 1) / 𝑁)) ∈ 𝑏))‘(𝐺‘𝑧)))), (( I ↾ ℕ) ∪ {⟨0, {⟨0, 𝑃⟩}⟩}))
13		cvmliftlem.k	. . . . 5 ⊢ 𝐾 = ∪ 𝑘 ∈ (1...𝑁)(𝑄‘𝑘)
14	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13	cvmliftlem11 36146	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐾 ∈ (II Cn 𝐶) ∧ (𝐹 ∘ 𝐾) = 𝐺))
15	14	simpld 500	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ (II Cn 𝐶))
16	14	simprd 501	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ∘ 𝐾) = 𝐺)
17	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13	cvmliftlem13 36147	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐾‘0) = 𝑃)
18		coeq2 5835	. . . . . 6 ⊢ (𝑓 = 𝐾 → (𝐹 ∘ 𝑓) = (𝐹 ∘ 𝐾))
19	18	eqeq1d 2762	. . . . 5 ⊢ (𝑓 = 𝐾 → ((𝐹 ∘ 𝑓) = 𝐺 ↔ (𝐹 ∘ 𝐾) = 𝐺))
20		fveq1 6884	. . . . . 6 ⊢ (𝑓 = 𝐾 → (𝑓‘0) = (𝐾‘0))
21	20	eqeq1d 2762	. . . . 5 ⊢ (𝑓 = 𝐾 → ((𝑓‘0) = 𝑃 ↔ (𝐾‘0) = 𝑃))
22	19, 21	anbi12d 644	. . . 4 ⊢ (𝑓 = 𝐾 → (((𝐹 ∘ 𝑓) = 𝐺 ∧ (𝑓‘0) = 𝑃) ↔ ((𝐹 ∘ 𝐾) = 𝐺 ∧ (𝐾‘0) = 𝑃)))
23	22	rspcev 3576	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ (II Cn 𝐶) ∧ ((𝐹 ∘ 𝐾) = 𝐺 ∧ (𝐾‘0) = 𝑃)) → ∃𝑓 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑓) = 𝐺 ∧ (𝑓‘0) = 𝑃))
24	15, 16, 17, 23	syl12anc 850	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑓 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑓) = 𝐺 ∧ (𝑓‘0) = 𝑃))
25		iiuni 25207	. . 3 ⊢ (0[,]1) = ∪ II
26		iiconn 25213	. . . 4 ⊢ II ∈ Conn
27	26	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → II ∈ Conn)
28		iinllyconn 36105	. . . 4 ⊢ II ∈ 𝑛-Locally Conn
29	28	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → II ∈ 𝑛-Locally Conn)
30		0elunit 13603	. . . 4 ⊢ 0 ∈ (0[,]1)
31	30	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ (0[,]1))
32	2, 25, 4, 27, 29, 31, 5, 6, 7	cvmliftmo 36135	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃*𝑓 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑓) = 𝐺 ∧ (𝑓‘0) = 𝑃))
33		reu5 3367	. 2 ⊢ (∃!𝑓 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑓) = 𝐺 ∧ (𝑓‘0) = 𝑃) ↔ (∃𝑓 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑓) = 𝐺 ∧ (𝑓‘0) = 𝑃) ∧ ∃*𝑓 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑓) = 𝐺 ∧ (𝑓‘0) = 𝑃)))
34	24, 32, 33	sylanbrc 595	1 ⊢ (𝜑 → ∃!𝑓 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑓) = 𝐺 ∧ (𝑓‘0) = 𝑃))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  ∃!wreu 3363  ∃*wrmo 3364  {crab 3412  Vcvv 3450   ⊆ wss 3895   ∖ cdif 4045   ∩ cin 4089   ∪ cun 4149  ∅c0 4278  𝒫 cpw 4556  {csn 4584  ⟨cop 4834  ∪ cuni 4866  ∪ ciun 4950   ↦ cmpt 5185   I cid 5544   × cxp 5648  ^◡ccnv 5649  ran crn 5651   ↾ cres 5652   “ cima 5653   ∘ ccom 5654  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  ℩crio 7376  (class class class)co 7420   ∈ cmpo 7422  1^st c1st 7999  2^nd c2nd 8000  0cc0 11203  1c1 11204   − cmin 11544   / cdiv 11976  ℕcn 12338  (,)cioo 13479  [,]cicc 13482  ...cfz 13642  seqcseq 14147   ↾_t crest 17596  topGenctg 17613   Cn ccn 23547  Conncconn 23734  𝑛-Locally cnlly 23789  Homeochmeo 24077  IIcii 25201   CovMap ccvm 36106

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280  ax-pre-sup 11281  ax-addf 11282

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8180  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-2o 8480  df-er 8720  df-map 8852  df-ixp 8929  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-fsupp 9357  df-fi 9406  df-sup 9437  df-inf 9438  df-oi 9507  df-card 10023  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-div 11977  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-4 12410  df-5 12411  df-6 12412  df-7 12413  df-8 12414  df-9 12415  df-n0 12610  df-z 12697  df-dec 12818  df-uz 12969  df-q 13079  df-rp 13124  df-xneg 13244  df-xadd 13245  df-xmul 13246  df-ioo 13483  df-ico 13485  df-icc 13486  df-fz 13643  df-fzo 13792  df-seq 14148  df-exp 14208  df-hash 14478  df-cj 15271  df-re 15272  df-im 15273  df-sqrt 15407  df-abs 15408  df-struct 17330  df-sets 17347  df-slot 17365  df-ndx 17377  df-base 17393  df-ress 17414  df-plusg 17446  df-mulr 17447  df-starv 17448  df-sca 17449  df-vsca 17450  df-ip 17451  df-tset 17452  df-ple 17453  df-ds 17455  df-unif 17456  df-hom 17457  df-cco 17458  df-rest 17598  df-topn 17599  df-0g 17617  df-gsum 17618  df-topgen 17619  df-pt 17620  df-prds 17623  df-xrs 17679  df-qtop 17684  df-imas 17685  df-xps 17687  df-mre 17761  df-mrc 17762  df-acs 17764  df-mgm 18821  df-sgrp 18913  df-mnd 18929  df-submnd 18984  df-mulg 19283  df-cntz 19536  df-cmn 20001  df-psmet 21675  df-xmet 21676  df-met 21677  df-bl 21678  df-mopn 21679  df-cnfld 21684  df-top 23217  df-topon 23234  df-topsp 23256  df-bases 23269  df-cld 23342  df-nei 23421  df-cn 23550  df-cnp 23551  df-conn 23735  df-lly 23790  df-nlly 23791  df-tx 23886  df-hmeo 24079  df-xms 24644  df-ms 24645  df-tms 24646  df-ii 25203  df-cncf 25204  df-htpy 25296  df-phtpy 25297  df-phtpc 25318  df-pconn 36072  df-sconn 36073  df-cvm 36107

This theorem is used by:  cvmliftlem15  36149