Tomamos . La intención es separar el lazo en varios segmentos, los cuales deben ser a su vez lazos, para poder tratarlos individualmente, cada uno contenido o bien en o bien en .
Existe una partición de de forma que tal que . Asimismo, está completamente contenido en o en [1]. Como consecuencia inmediata:
Todavía no está
Estos caminos no prueban lo que se quiere pues no son lazos, por lo que es necesario cerrarlos.
Cada curva es un camino uniendo puntos de . Puesto que por hipótesis es arco conexo, podemos tomar un arco uniendo con . En particular, puesto que , los arcos y son constantes[2].
Finalmente, definiendo , se tiene que es un lazo basado en y además
Teniendo, en efecto, que el lazo es la concatenación de lazos contenidos o bien en o bien en . [3]
Intuición
Una curva en será la concatenación de otros lazos que pertenecerán totalmente a o a .
simboliza el punto donde el lazo pasa de un segmento al siguiente, los cuales solo pueden encontrarse dentro de la intersección . ↩︎