MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  phtpcer Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem phtpcer 23575
Description: Path homotopy is an equivalence relation. Proposition 1.2 of [Hatcher] p. 26. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.) (Revised by Mario Carneiro, 6-Jul-2015.) (Proof shortened by AV, 1-May-2021.)
Assertion
Ref Expression
phtpcer ( ≃ph𝐽) Er (II Cn 𝐽)

Proof of Theorem phtpcer
Dummy variables 𝑓 𝑔 𝑢 𝑣 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 phtpcrel 23573 . 2 Rel ( ≃ph𝐽)
2 isphtpc 23574 . . . 4 (𝑥( ≃ph𝐽)𝑦 ↔ (𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ 𝑦 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ≠ ∅))
32simp2bi 1142 . . 3 (𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦 ∈ (II Cn 𝐽))
42simp1bi 1141 . . 3 (𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑥 ∈ (II Cn 𝐽))
52simp3bi 1143 . . . . 5 (𝑥( ≃ph𝐽)𝑦 → (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ≠ ∅)
6 n0 4282 . . . . 5 ((𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ≠ ∅ ↔ ∃𝑓 𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦))
75, 6sylib 220 . . . 4 (𝑥( ≃ph𝐽)𝑦 → ∃𝑓 𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦))
84adantr 483 . . . . . 6 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦)) → 𝑥 ∈ (II Cn 𝐽))
93adantr 483 . . . . . 6 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦)) → 𝑦 ∈ (II Cn 𝐽))
10 eqid 2820 . . . . . 6 (𝑢 ∈ (0[,]1), 𝑣 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝑓(1 − 𝑣))) = (𝑢 ∈ (0[,]1), 𝑣 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝑓(1 − 𝑣)))
11 simpr 487 . . . . . 6 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦)) → 𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦))
128, 9, 10, 11phtpycom 23568 . . . . 5 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦)) → (𝑢 ∈ (0[,]1), 𝑣 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝑓(1 − 𝑣))) ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑥))
1312ne0d 4273 . . . 4 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦)) → (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑥) ≠ ∅)
147, 13exlimddv 1936 . . 3 (𝑥( ≃ph𝐽)𝑦 → (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑥) ≠ ∅)
15 isphtpc 23574 . . 3 (𝑦( ≃ph𝐽)𝑥 ↔ (𝑦 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ 𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑥) ≠ ∅))
163, 4, 14, 15syl3anbrc 1339 . 2 (𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑥)
174adantr 483 . . 3 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) → 𝑥 ∈ (II Cn 𝐽))
18 simpr 487 . . . . 5 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) → 𝑦( ≃ph𝐽)𝑧)
19 isphtpc 23574 . . . . 5 (𝑦( ≃ph𝐽)𝑧 ↔ (𝑦 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ 𝑧 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧) ≠ ∅))
2018, 19sylib 220 . . . 4 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) → (𝑦 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ 𝑧 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧) ≠ ∅))
2120simp2d 1139 . . 3 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) → 𝑧 ∈ (II Cn 𝐽))
225adantr 483 . . . . . 6 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) → (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ≠ ∅)
2322, 6sylib 220 . . . . 5 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) → ∃𝑓 𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦))
2420simp3d 1140 . . . . . 6 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) → (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧) ≠ ∅)
25 n0 4282 . . . . . 6 ((𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧) ≠ ∅ ↔ ∃𝑔 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧))
2624, 25sylib 220 . . . . 5 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) → ∃𝑔 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧))
27 exdistrv 1956 . . . . 5 (∃𝑓𝑔(𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧)) ↔ (∃𝑓 𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ∧ ∃𝑔 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧)))
2823, 26, 27sylanbrc 585 . . . 4 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) → ∃𝑓𝑔(𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧)))
29 eqid 2820 . . . . . . . 8 (𝑢 ∈ (0[,]1), 𝑣 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑣 ≤ (1 / 2), (𝑢𝑓(2 · 𝑣)), (𝑢𝑔((2 · 𝑣) − 1)))) = (𝑢 ∈ (0[,]1), 𝑣 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑣 ≤ (1 / 2), (𝑢𝑓(2 · 𝑣)), (𝑢𝑔((2 · 𝑣) − 1))))
3017adantr 483 . . . . . . . 8 (((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) ∧ (𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧))) → 𝑥 ∈ (II Cn 𝐽))
3120simp1d 1138 . . . . . . . . 9 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) → 𝑦 ∈ (II Cn 𝐽))
3231adantr 483 . . . . . . . 8 (((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) ∧ (𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧))) → 𝑦 ∈ (II Cn 𝐽))
3321adantr 483 . . . . . . . 8 (((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) ∧ (𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧))) → 𝑧 ∈ (II Cn 𝐽))
34 simprl 769 . . . . . . . 8 (((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) ∧ (𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧))) → 𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦))
35 simprr 771 . . . . . . . 8 (((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) ∧ (𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧))) → 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧))
3629, 30, 32, 33, 34, 35phtpycc 23571 . . . . . . 7 (((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) ∧ (𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧))) → (𝑢 ∈ (0[,]1), 𝑣 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑣 ≤ (1 / 2), (𝑢𝑓(2 · 𝑣)), (𝑢𝑔((2 · 𝑣) − 1)))) ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑧))
3736ne0d 4273 . . . . . 6 (((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) ∧ (𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧))) → (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑧) ≠ ∅)
3837ex 415 . . . . 5 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) → ((𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧)) → (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑧) ≠ ∅))
3938exlimdvv 1935 . . . 4 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) → (∃𝑓𝑔(𝑓 ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (𝑦(PHtpy‘𝐽)𝑧)) → (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑧) ≠ ∅))
4028, 39mpd 15 . . 3 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) → (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑧) ≠ ∅)
41 isphtpc 23574 . . 3 (𝑥( ≃ph𝐽)𝑧 ↔ (𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ 𝑧 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑧) ≠ ∅))
4217, 21, 40, 41syl3anbrc 1339 . 2 ((𝑥( ≃ph𝐽)𝑦𝑦( ≃ph𝐽)𝑧) → 𝑥( ≃ph𝐽)𝑧)
43 eqid 2820 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ (0[,]1), 𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑥𝑦)) = (𝑦 ∈ (0[,]1), 𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑥𝑦))
44 id 22 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) → 𝑥 ∈ (II Cn 𝐽))
4543, 44phtpyid 23569 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) → (𝑦 ∈ (0[,]1), 𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑥𝑦)) ∈ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑥))
4645ne0d 4273 . . . . . 6 (𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) → (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑥) ≠ ∅)
4746ancli 551 . . . . 5 (𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) → (𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑥) ≠ ∅))
4847pm4.71ri 563 . . . 4 (𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ↔ ((𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑥) ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ (II Cn 𝐽)))
49 df-3an 1085 . . . 4 ((𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑥) ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ (II Cn 𝐽)) ↔ ((𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑥) ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ (II Cn 𝐽)))
50 3ancomb 1095 . . . 4 ((𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑥) ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ (II Cn 𝐽)) ↔ (𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ 𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑥) ≠ ∅))
5148, 49, 503bitr2i 301 . . 3 (𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ↔ (𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ 𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑥) ≠ ∅))
52 isphtpc 23574 . . 3 (𝑥( ≃ph𝐽)𝑥 ↔ (𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ 𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ∧ (𝑥(PHtpy‘𝐽)𝑥) ≠ ∅))
5351, 52bitr4i 280 . 2 (𝑥 ∈ (II Cn 𝐽) ↔ 𝑥( ≃ph𝐽)𝑥)
541, 16, 42, 53iseri 8290 1 ( ≃ph𝐽) Er (II Cn 𝐽)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 398  w3a 1083  wex 1780  wcel 2114  wne 3006  c0 4265  ifcif 4439   class class class wbr 5038  cfv 6327  (class class class)co 7129  cmpo 7131   Er wer 8260  0cc0 10511  1c1 10512   · cmul 10516  cle 10650  cmin 10844   / cdiv 11271  2c2 11667  [,]cicc 12716   Cn ccn 21804  IIcii 23455  PHtpycphtpy 23548  phcphtpc 23549
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2792  ax-rep 5162  ax-sep 5175  ax-nul 5182  ax-pow 5238  ax-pr 5302  ax-un 7435  ax-cnex 10567  ax-resscn 10568  ax-1cn 10569  ax-icn 10570  ax-addcl 10571  ax-addrcl 10572  ax-mulcl 10573  ax-mulrcl 10574  ax-mulcom 10575  ax-addass 10576  ax-mulass 10577  ax-distr 10578  ax-i2m1 10579  ax-1ne0 10580  ax-1rid 10581  ax-rnegex 10582  ax-rrecex 10583  ax-cnre 10584  ax-pre-lttri 10585  ax-pre-lttrn 10586  ax-pre-ltadd 10587  ax-pre-mulgt0 10588  ax-pre-sup 10589  ax-mulf 10591
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2653  df-clab 2799  df-cleq 2813  df-clel 2891  df-nfc 2959  df-ne 3007  df-nel 3111  df-ral 3130  df-rex 3131  df-reu 3132  df-rmo 3133  df-rab 3134  df-v 3472  df-sbc 3749  df-csb 3857  df-dif 3912  df-un 3914  df-in 3916  df-ss 3926  df-pss 3928  df-nul 4266  df-if 4440  df-pw 4513  df-sn 4540  df-pr 4542  df-tp 4544  df-op 4546  df-uni 4811  df-int 4849  df-iun 4893  df-iin 4894  df-br 5039  df-opab 5101  df-mpt 5119  df-tr 5145  df-id 5432  df-eprel 5437  df-po 5446  df-so 5447  df-fr 5486  df-se 5487  df-we 5488  df-xp 5533  df-rel 5534  df-cnv 5535  df-co 5536  df-dm 5537  df-rn 5538  df-res 5539  df-ima 5540  df-pred 6120  df-ord 6166  df-on 6167  df-lim 6168  df-suc 6169  df-iota 6286  df-fun 6329  df-fn 6330  df-f 6331  df-f1 6332  df-fo 6333  df-f1o 6334  df-fv 6335  df-isom 6336  df-riota 7087  df-ov 7132  df-oprab 7133  df-mpo 7134  df-of 7383  df-om 7555  df-1st 7663  df-2nd 7664  df-supp 7805  df-wrecs 7921  df-recs 7982  df-rdg 8020  df-1o 8076  df-2o 8077  df-oadd 8080  df-er 8263  df-map 8382  df-ixp 8436  df-en 8484  df-dom 8485  df-sdom 8486  df-fin 8487  df-fsupp 8808  df-fi 8849  df-sup 8880  df-inf 8881  df-oi 8948  df-card 9342  df-pnf 10651  df-mnf 10652  df-xr 10653  df-ltxr 10654  df-le 10655  df-sub 10846  df-neg 10847  df-div 11272  df-nn 11613  df-2 11675  df-3 11676  df-4 11677  df-5 11678  df-6 11679  df-7 11680  df-8 11681  df-9 11682  df-n0 11873  df-z 11957  df-dec 12074  df-uz 12219  df-q 12324  df-rp 12365  df-xneg 12482  df-xadd 12483  df-xmul 12484  df-ioo 12717  df-icc 12720  df-fz 12873  df-fzo 13014  df-seq 13350  df-exp 13411  df-hash 13672  df-cj 14434  df-re 14435  df-im 14436  df-sqrt 14570  df-abs 14571  df-struct 16460  df-ndx 16461  df-slot 16462  df-base 16464  df-sets 16465  df-ress 16466  df-plusg 16553  df-mulr 16554  df-starv 16555  df-sca 16556  df-vsca 16557  df-ip 16558  df-tset 16559  df-ple 16560  df-ds 16562  df-unif 16563  df-hom 16564  df-cco 16565  df-rest 16671  df-topn 16672  df-0g 16690  df-gsum 16691  df-topgen 16692  df-pt 16693  df-prds 16696  df-xrs 16750  df-qtop 16755  df-imas 16756  df-xps 16758  df-mre 16832  df-mrc 16833  df-acs 16835  df-mgm 17827  df-sgrp 17876  df-mnd 17887  df-submnd 17932  df-mulg 18200  df-cntz 18422  df-cmn 18883  df-psmet 20509  df-xmet 20510  df-met 20511  df-bl 20512  df-mopn 20513  df-cnfld 20518  df-top 21474  df-topon 21491  df-topsp 21513  df-bases 21526  df-cld 21599  df-cn 21807  df-cnp 21808  df-tx 22142  df-hmeo 22335  df-xms 22902  df-ms 22903  df-tms 22904  df-ii 23457  df-htpy 23550  df-phtpy 23551  df-phtpc 23572
This theorem is referenced by:  pcophtb  23609  pi1buni  23620  pi1addf  23627  pi1addval  23628  pi1grplem  23629  pi1inv  23632  pi1xfrf  23633  pi1xfr  23635  pi1xfrcnvlem  23636  pi1cof  23639  sconnpi1  32490
  Copyright terms: Public domain W3C validator