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Theorem pcorevlem

Description: Lemma for pcorev . Prove continuity of the homotopy function. (Contributed by Jeff Madsen, 11-Jun-2010) (Proof shortened by Mario Carneiro, 8-Jun-2014)

Ref Expression
Hypotheses pcorev.1 G = x 0 1 F 1 x
pcorev.2 P = 0 1 × F 1
pcorevlem.3 H = s 0 1 , t 0 1 F if s 1 2 1 1 t 2 s 1 1 t 1 2 s 1
Assertion pcorevlem F II Cn J H G * 𝑝 J F PHtpy J P G * 𝑝 J F ph J P

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pcorev.1 G = x 0 1 F 1 x
2 pcorev.2 P = 0 1 × F 1
3 pcorevlem.3 H = s 0 1 , t 0 1 F if s 1 2 1 1 t 2 s 1 1 t 1 2 s 1
4 iitopon II TopOn 0 1
5 4 a1i F II Cn J II TopOn 0 1
6 iirevcn x 0 1 1 x II Cn II
7 6 a1i F II Cn J x 0 1 1 x II Cn II
8 id F II Cn J F II Cn J
9 5 7 8 cnmpt11f F II Cn J x 0 1 F 1 x II Cn J
10 1 9 eqeltrid F II Cn J G II Cn J
11 1elunit 1 0 1
12 oveq2 x = 1 1 x = 1 1
13 1m1e0 1 1 = 0
14 12 13 eqtrdi x = 1 1 x = 0
15 14 fveq2d x = 1 F 1 x = F 0
16 fvex F 0 V
17 15 1 16 fvmpt 1 0 1 G 1 = F 0
18 11 17 mp1i F II Cn J G 1 = F 0
19 10 8 18 pcocn F II Cn J G * 𝑝 J F II Cn J
20 cntop2 F II Cn J J Top
21 toptopon2 J Top J TopOn J
22 20 21 sylib F II Cn J J TopOn J
23 iiuni 0 1 = II
24 eqid J = J
25 23 24 cnf F II Cn J F : 0 1 J
26 ffvelrn F : 0 1 J 1 0 1 F 1 J
27 25 11 26 sylancl F II Cn J F 1 J
28 2 pcoptcl J TopOn J F 1 J P II Cn J P 0 = F 1 P 1 = F 1
29 22 27 28 syl2anc F II Cn J P II Cn J P 0 = F 1 P 1 = F 1
30 29 simp1d F II Cn J P II Cn J
31 eqid topGen ran . = topGen ran .
32 eqid topGen ran . 𝑡 0 1 2 = topGen ran . 𝑡 0 1 2
33 eqid topGen ran . 𝑡 1 2 1 = topGen ran . 𝑡 1 2 1
34 dfii2 II = topGen ran . 𝑡 0 1
35 0red F II Cn J 0
36 1red F II Cn J 1
37 halfre 1 2
38 halfge0 0 1 2
39 1re 1
40 halflt1 1 2 < 1
41 37 39 40 ltleii 1 2 1
42 elicc01 1 2 0 1 1 2 0 1 2 1 2 1
43 37 38 41 42 mpbir3an 1 2 0 1
44 43 a1i F II Cn J 1 2 0 1
45 simprl F II Cn J s = 1 2 t 0 1 s = 1 2
46 45 oveq2d F II Cn J s = 1 2 t 0 1 2 s = 2 1 2
47 2cn 2
48 2ne0 2 0
49 47 48 recidi 2 1 2 = 1
50 46 49 eqtrdi F II Cn J s = 1 2 t 0 1 2 s = 1
51 50 oveq1d F II Cn J s = 1 2 t 0 1 2 s 1 = 1 1
52 51 13 eqtrdi F II Cn J s = 1 2 t 0 1 2 s 1 = 0
53 52 oveq2d F II Cn J s = 1 2 t 0 1 1 2 s 1 = 1 0
54 1m0e1 1 0 = 1
55 53 54 eqtrdi F II Cn J s = 1 2 t 0 1 1 2 s 1 = 1
56 50 55 eqtr4d F II Cn J s = 1 2 t 0 1 2 s = 1 2 s 1
57 56 oveq2d F II Cn J s = 1 2 t 0 1 1 t 2 s = 1 t 1 2 s 1
58 57 oveq2d F II Cn J s = 1 2 t 0 1 1 1 t 2 s = 1 1 t 1 2 s 1
59 retopon topGen ran . TopOn
60 0re 0
61 iccssre 0 1 2 0 1 2
62 60 37 61 mp2an 0 1 2
63 resttopon topGen ran . TopOn 0 1 2 topGen ran . 𝑡 0 1 2 TopOn 0 1 2
64 59 62 63 mp2an topGen ran . 𝑡 0 1 2 TopOn 0 1 2
65 64 a1i F II Cn J topGen ran . 𝑡 0 1 2 TopOn 0 1 2
66 65 5 cnmpt2nd F II Cn J s 0 1 2 , t 0 1 t topGen ran . 𝑡 0 1 2 × t II Cn II
67 oveq2 x = t 1 x = 1 t
68 65 5 66 5 7 67 cnmpt21 F II Cn J s 0 1 2 , t 0 1 1 t topGen ran . 𝑡 0 1 2 × t II Cn II
69 65 5 cnmpt1st F II Cn J s 0 1 2 , t 0 1 s topGen ran . 𝑡 0 1 2 × t II Cn topGen ran . 𝑡 0 1 2
70 32 iihalf1cn x 0 1 2 2 x topGen ran . 𝑡 0 1 2 Cn II
71 70 a1i F II Cn J x 0 1 2 2 x topGen ran . 𝑡 0 1 2 Cn II
72 oveq2 x = s 2 x = 2 s
73 65 5 69 65 71 72 cnmpt21 F II Cn J s 0 1 2 , t 0 1 2 s topGen ran . 𝑡 0 1 2 × t II Cn II
74 iimulcn x 0 1 , y 0 1 x y II × t II Cn II
75 74 a1i F II Cn J x 0 1 , y 0 1 x y II × t II Cn II
76 oveq12 x = 1 t y = 2 s x y = 1 t 2 s
77 65 5 68 73 5 5 75 76 cnmpt22 F II Cn J s 0 1 2 , t 0 1 1 t 2 s topGen ran . 𝑡 0 1 2 × t II Cn II
78 oveq2 x = 1 t 2 s 1 x = 1 1 t 2 s
79 65 5 77 5 7 78 cnmpt21 F II Cn J s 0 1 2 , t 0 1 1 1 t 2 s topGen ran . 𝑡 0 1 2 × t II Cn II
80 iccssre 1 2 1 1 2 1
81 37 39 80 mp2an 1 2 1
82 resttopon topGen ran . TopOn 1 2 1 topGen ran . 𝑡 1 2 1 TopOn 1 2 1
83 59 81 82 mp2an topGen ran . 𝑡 1 2 1 TopOn 1 2 1
84 83 a1i F II Cn J topGen ran . 𝑡 1 2 1 TopOn 1 2 1
85 84 5 cnmpt2nd F II Cn J s 1 2 1 , t 0 1 t topGen ran . 𝑡 1 2 1 × t II Cn II
86 84 5 85 5 7 67 cnmpt21 F II Cn J s 1 2 1 , t 0 1 1 t topGen ran . 𝑡 1 2 1 × t II Cn II
87 84 5 cnmpt1st F II Cn J s 1 2 1 , t 0 1 s topGen ran . 𝑡 1 2 1 × t II Cn topGen ran . 𝑡 1 2 1
88 33 iihalf2cn x 1 2 1 2 x 1 topGen ran . 𝑡 1 2 1 Cn II
89 88 a1i F II Cn J x 1 2 1 2 x 1 topGen ran . 𝑡 1 2 1 Cn II
90 72 oveq1d x = s 2 x 1 = 2 s 1
91 84 5 87 84 89 90 cnmpt21 F II Cn J s 1 2 1 , t 0 1 2 s 1 topGen ran . 𝑡 1 2 1 × t II Cn II
92 oveq2 x = 2 s 1 1 x = 1 2 s 1
93 84 5 91 5 7 92 cnmpt21 F II Cn J s 1 2 1 , t 0 1 1 2 s 1 topGen ran . 𝑡 1 2 1 × t II Cn II
94 oveq12 x = 1 t y = 1 2 s 1 x y = 1 t 1 2 s 1
95 84 5 86 93 5 5 75 94 cnmpt22 F II Cn J s 1 2 1 , t 0 1 1 t 1 2 s 1 topGen ran . 𝑡 1 2 1 × t II Cn II
96 oveq2 x = 1 t 1 2 s 1 1 x = 1 1 t 1 2 s 1
97 84 5 95 5 7 96 cnmpt21 F II Cn J s 1 2 1 , t 0 1 1 1 t 1 2 s 1 topGen ran . 𝑡 1 2 1 × t II Cn II
98 31 32 33 34 35 36 44 5 58 79 97 cnmpopc F II Cn J s 0 1 , t 0 1 if s 1 2 1 1 t 2 s 1 1 t 1 2 s 1 II × t II Cn II
99 5 5 98 8 cnmpt21f F II Cn J s 0 1 , t 0 1 F if s 1 2 1 1 t 2 s 1 1 t 1 2 s 1 II × t II Cn J
100 3 99 eqeltrid F II Cn J H II × t II Cn J
101 simpr F II Cn J y 0 1 y 0 1
102 0elunit 0 0 1
103 simpl s = y t = 0 s = y
104 103 breq1d s = y t = 0 s 1 2 y 1 2
105 simpr s = y t = 0 t = 0
106 105 oveq2d s = y t = 0 1 t = 1 0
107 106 54 eqtrdi s = y t = 0 1 t = 1
108 103 oveq2d s = y t = 0 2 s = 2 y
109 107 108 oveq12d s = y t = 0 1 t 2 s = 1 2 y
110 109 oveq2d s = y t = 0 1 1 t 2 s = 1 1 2 y
111 108 oveq1d s = y t = 0 2 s 1 = 2 y 1
112 111 oveq2d s = y t = 0 1 2 s 1 = 1 2 y 1
113 107 112 oveq12d s = y t = 0 1 t 1 2 s 1 = 1 1 2 y 1
114 113 oveq2d s = y t = 0 1 1 t 1 2 s 1 = 1 1 1 2 y 1
115 104 110 114 ifbieq12d s = y t = 0 if s 1 2 1 1 t 2 s 1 1 t 1 2 s 1 = if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1
116 115 fveq2d s = y t = 0 F if s 1 2 1 1 t 2 s 1 1 t 1 2 s 1 = F if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1
117 fvex F if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1 V
118 116 3 117 ovmpoa y 0 1 0 0 1 y H 0 = F if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1
119 101 102 118 sylancl F II Cn J y 0 1 y H 0 = F if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1
120 iftrue y 1 2 if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1 = 1 1 2 y
121 120 adantl F II Cn J y 0 1 y 1 2 if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1 = 1 1 2 y
122 121 fveq2d F II Cn J y 0 1 y 1 2 F if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1 = F 1 1 2 y
123 elii1 y 0 1 2 y 0 1 y 1 2
124 10 8 pcoval1 F II Cn J y 0 1 2 G * 𝑝 J F y = G 2 y
125 iihalf1 y 0 1 2 2 y 0 1
126 125 adantl F II Cn J y 0 1 2 2 y 0 1
127 oveq2 x = 2 y 1 x = 1 2 y
128 127 fveq2d x = 2 y F 1 x = F 1 2 y
129 fvex F 1 2 y V
130 128 1 129 fvmpt 2 y 0 1 G 2 y = F 1 2 y
131 unitssre 0 1
132 131 sseli 2 y 0 1 2 y
133 132 recnd 2 y 0 1 2 y
134 133 mulid2d 2 y 0 1 1 2 y = 2 y
135 134 oveq2d 2 y 0 1 1 1 2 y = 1 2 y
136 135 fveq2d 2 y 0 1 F 1 1 2 y = F 1 2 y
137 130 136 eqtr4d 2 y 0 1 G 2 y = F 1 1 2 y
138 126 137 syl F II Cn J y 0 1 2 G 2 y = F 1 1 2 y
139 124 138 eqtrd F II Cn J y 0 1 2 G * 𝑝 J F y = F 1 1 2 y
140 123 139 sylan2br F II Cn J y 0 1 y 1 2 G * 𝑝 J F y = F 1 1 2 y
141 140 anassrs F II Cn J y 0 1 y 1 2 G * 𝑝 J F y = F 1 1 2 y
142 122 141 eqtr4d F II Cn J y 0 1 y 1 2 F if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1 = G * 𝑝 J F y
143 iffalse ¬ y 1 2 if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1 = 1 1 1 2 y 1
144 143 adantl F II Cn J y 0 1 ¬ y 1 2 if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1 = 1 1 1 2 y 1
145 144 fveq2d F II Cn J y 0 1 ¬ y 1 2 F if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1 = F 1 1 1 2 y 1
146 elii2 y 0 1 ¬ y 1 2 y 1 2 1
147 10 8 18 pcoval2 F II Cn J y 1 2 1 G * 𝑝 J F y = F 2 y 1
148 iihalf2 y 1 2 1 2 y 1 0 1
149 148 adantl F II Cn J y 1 2 1 2 y 1 0 1
150 ax-1cn 1
151 131 sseli 2 y 1 0 1 2 y 1
152 151 recnd 2 y 1 0 1 2 y 1
153 subcl 1 2 y 1 1 2 y 1
154 150 152 153 sylancr 2 y 1 0 1 1 2 y 1
155 154 mulid2d 2 y 1 0 1 1 1 2 y 1 = 1 2 y 1
156 155 oveq2d 2 y 1 0 1 1 1 1 2 y 1 = 1 1 2 y 1
157 nncan 1 2 y 1 1 1 2 y 1 = 2 y 1
158 150 152 157 sylancr 2 y 1 0 1 1 1 2 y 1 = 2 y 1
159 156 158 eqtr2d 2 y 1 0 1 2 y 1 = 1 1 1 2 y 1
160 149 159 syl F II Cn J y 1 2 1 2 y 1 = 1 1 1 2 y 1
161 160 fveq2d F II Cn J y 1 2 1 F 2 y 1 = F 1 1 1 2 y 1
162 147 161 eqtrd F II Cn J y 1 2 1 G * 𝑝 J F y = F 1 1 1 2 y 1
163 146 162 sylan2 F II Cn J y 0 1 ¬ y 1 2 G * 𝑝 J F y = F 1 1 1 2 y 1
164 163 anassrs F II Cn J y 0 1 ¬ y 1 2 G * 𝑝 J F y = F 1 1 1 2 y 1
165 145 164 eqtr4d F II Cn J y 0 1 ¬ y 1 2 F if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1 = G * 𝑝 J F y
166 142 165 pm2.61dan F II Cn J y 0 1 F if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1 = G * 𝑝 J F y
167 119 166 eqtrd F II Cn J y 0 1 y H 0 = G * 𝑝 J F y
168 131 sseli y 0 1 y
169 168 recnd y 0 1 y
170 mulcl 2 y 2 y
171 47 169 170 sylancr y 0 1 2 y
172 171 adantl F II Cn J y 0 1 2 y
173 172 mul02d F II Cn J y 0 1 0 2 y = 0
174 173 oveq2d F II Cn J y 0 1 1 0 2 y = 1 0
175 174 54 eqtrdi F II Cn J y 0 1 1 0 2 y = 1
176 subcl 2 y 1 2 y 1
177 172 150 176 sylancl F II Cn J y 0 1 2 y 1
178 150 177 153 sylancr F II Cn J y 0 1 1 2 y 1
179 178 mul02d F II Cn J y 0 1 0 1 2 y 1 = 0
180 179 oveq2d F II Cn J y 0 1 1 0 1 2 y 1 = 1 0
181 180 54 eqtrdi F II Cn J y 0 1 1 0 1 2 y 1 = 1
182 175 181 ifeq12d F II Cn J y 0 1 if y 1 2 1 0 2 y 1 0 1 2 y 1 = if y 1 2 1 1
183 ifid if y 1 2 1 1 = 1
184 182 183 eqtrdi F II Cn J y 0 1 if y 1 2 1 0 2 y 1 0 1 2 y 1 = 1
185 184 fveq2d F II Cn J y 0 1 F if y 1 2 1 0 2 y 1 0 1 2 y 1 = F 1
186 simpl s = y t = 1 s = y
187 186 breq1d s = y t = 1 s 1 2 y 1 2
188 simpr s = y t = 1 t = 1
189 188 oveq2d s = y t = 1 1 t = 1 1
190 189 13 eqtrdi s = y t = 1 1 t = 0
191 186 oveq2d s = y t = 1 2 s = 2 y
192 190 191 oveq12d s = y t = 1 1 t 2 s = 0 2 y
193 192 oveq2d s = y t = 1 1 1 t 2 s = 1 0 2 y
194 191 oveq1d s = y t = 1 2 s 1 = 2 y 1
195 194 oveq2d s = y t = 1 1 2 s 1 = 1 2 y 1
196 190 195 oveq12d s = y t = 1 1 t 1 2 s 1 = 0 1 2 y 1
197 196 oveq2d s = y t = 1 1 1 t 1 2 s 1 = 1 0 1 2 y 1
198 187 193 197 ifbieq12d s = y t = 1 if s 1 2 1 1 t 2 s 1 1 t 1 2 s 1 = if y 1 2 1 0 2 y 1 0 1 2 y 1
199 198 fveq2d s = y t = 1 F if s 1 2 1 1 t 2 s 1 1 t 1 2 s 1 = F if y 1 2 1 0 2 y 1 0 1 2 y 1
200 fvex F if y 1 2 1 0 2 y 1 0 1 2 y 1 V
201 199 3 200 ovmpoa y 0 1 1 0 1 y H 1 = F if y 1 2 1 0 2 y 1 0 1 2 y 1
202 101 11 201 sylancl F II Cn J y 0 1 y H 1 = F if y 1 2 1 0 2 y 1 0 1 2 y 1
203 2 fveq1i P y = 0 1 × F 1 y
204 fvex F 1 V
205 204 fvconst2 y 0 1 0 1 × F 1 y = F 1
206 205 adantl F II Cn J y 0 1 0 1 × F 1 y = F 1
207 203 206 eqtrid F II Cn J y 0 1 P y = F 1
208 185 202 207 3eqtr4d F II Cn J y 0 1 y H 1 = P y
209 simpl s = 0 t = y s = 0
210 209 38 eqbrtrdi s = 0 t = y s 1 2
211 210 iftrued s = 0 t = y if s 1 2 1 1 t 2 s 1 1 t 1 2 s 1 = 1 1 t 2 s
212 simpr s = 0 t = y t = y
213 212 oveq2d s = 0 t = y 1 t = 1 y
214 209 oveq2d s = 0 t = y 2 s = 2 0
215 2t0e0 2 0 = 0
216 214 215 eqtrdi s = 0 t = y 2 s = 0
217 213 216 oveq12d s = 0 t = y 1 t 2 s = 1 y 0
218 217 oveq2d s = 0 t = y 1 1 t 2 s = 1 1 y 0
219 211 218 eqtrd s = 0 t = y if s 1 2 1 1 t 2 s 1 1 t 1 2 s 1 = 1 1 y 0
220 219 fveq2d s = 0 t = y F if s 1 2 1 1 t 2 s 1 1 t 1 2 s 1 = F 1 1 y 0
221 fvex F 1 1 y 0 V
222 220 3 221 ovmpoa 0 0 1 y 0 1 0 H y = F 1 1 y 0
223 102 222 mpan y 0 1 0 H y = F 1 1 y 0
224 subcl 1 y 1 y
225 150 169 224 sylancr y 0 1 1 y
226 225 mul01d y 0 1 1 y 0 = 0
227 226 oveq2d y 0 1 1 1 y 0 = 1 0
228 227 54 eqtrdi y 0 1 1 1 y 0 = 1
229 228 fveq2d y 0 1 F 1 1 y 0 = F 1
230 223 229 eqtrd y 0 1 0 H y = F 1
231 10 8 pco0 F II Cn J G * 𝑝 J F 0 = G 0
232 oveq2 x = 0 1 x = 1 0
233 232 54 eqtrdi x = 0 1 x = 1
234 233 fveq2d x = 0 F 1 x = F 1
235 234 1 204 fvmpt 0 0 1 G 0 = F 1
236 102 235 ax-mp G 0 = F 1
237 231 236 eqtr2di F II Cn J F 1 = G * 𝑝 J F 0
238 230 237 sylan9eqr F II Cn J y 0 1 0 H y = G * 𝑝 J F 0
239 37 39 ltnlei 1 2 < 1 ¬ 1 1 2
240 40 239 mpbi ¬ 1 1 2
241 simpl s = 1 t = y s = 1
242 241 breq1d s = 1 t = y s 1 2 1 1 2
243 240 242 mtbiri s = 1 t = y ¬ s 1 2
244 243 iffalsed s = 1 t = y if s 1 2 1 1 t 2 s 1 1 t 1 2 s 1 = 1 1 t 1 2 s 1
245 simpr s = 1 t = y t = y
246 245 oveq2d s = 1 t = y 1 t = 1 y
247 241 oveq2d s = 1 t = y 2 s = 2 1
248 2t1e2 2 1 = 2
249 247 248 eqtrdi s = 1 t = y 2 s = 2
250 249 oveq1d s = 1 t = y 2 s 1 = 2 1
251 2m1e1 2 1 = 1
252 250 251 eqtrdi s = 1 t = y 2 s 1 = 1
253 252 oveq2d s = 1 t = y 1 2 s 1 = 1 1
254 253 13 eqtrdi s = 1 t = y 1 2 s 1 = 0
255 246 254 oveq12d s = 1 t = y 1 t 1 2 s 1 = 1 y 0
256 255 oveq2d s = 1 t = y 1 1 t 1 2 s 1 = 1 1 y 0
257 244 256 eqtrd s = 1 t = y if s 1 2 1 1 t 2 s 1 1 t 1 2 s 1 = 1 1 y 0
258 257 fveq2d s = 1 t = y F if s 1 2 1 1 t 2 s 1 1 t 1 2 s 1 = F 1 1 y 0
259 258 3 221 ovmpoa 1 0 1 y 0 1 1 H y = F 1 1 y 0
260 11 259 mpan y 0 1 1 H y = F 1 1 y 0
261 260 229 eqtrd y 0 1 1 H y = F 1
262 10 8 pco1 F II Cn J G * 𝑝 J F 1 = F 1
263 262 eqcomd F II Cn J F 1 = G * 𝑝 J F 1
264 261 263 sylan9eqr F II Cn J y 0 1 1 H y = G * 𝑝 J F 1
265 19 30 100 167 208 238 264 isphtpy2d F II Cn J H G * 𝑝 J F PHtpy J P
266 265 ne0d F II Cn J G * 𝑝 J F PHtpy J P
267 isphtpc G * 𝑝 J F ph J P G * 𝑝 J F II Cn J P II Cn J G * 𝑝 J F PHtpy J P
268 19 30 266 267 syl3anbrc F II Cn J G * 𝑝 J F ph J P
269 265 268 jca F II Cn J H G * 𝑝 J F PHtpy J P G * 𝑝 J F ph J P