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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 ffvelcdm 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 2thalfe1 2 1 2 = 1
48 46 47 eqtrdi F II Cn J s = 1 2 t 0 1 2 s = 1
49 48 oveq1d F II Cn J s = 1 2 t 0 1 2 s 1 = 1 1
50 49 13 eqtrdi F II Cn J s = 1 2 t 0 1 2 s 1 = 0
51 50 oveq2d F II Cn J s = 1 2 t 0 1 1 2 s 1 = 1 0
52 1m0e1 1 0 = 1
53 51 52 eqtrdi F II Cn J s = 1 2 t 0 1 1 2 s 1 = 1
54 48 53 eqtr4d F II Cn J s = 1 2 t 0 1 2 s = 1 2 s 1
55 54 oveq2d F II Cn J s = 1 2 t 0 1 1 t 2 s = 1 t 1 2 s 1
56 55 oveq2d F II Cn J s = 1 2 t 0 1 1 1 t 2 s = 1 1 t 1 2 s 1
57 retopon topGen ran . TopOn
58 0re 0
59 iccssre 0 1 2 0 1 2
60 58 37 59 mp2an 0 1 2
61 resttopon topGen ran . TopOn 0 1 2 topGen ran . 𝑡 0 1 2 TopOn 0 1 2
62 57 60 61 mp2an topGen ran . 𝑡 0 1 2 TopOn 0 1 2
63 62 a1i F II Cn J topGen ran . 𝑡 0 1 2 TopOn 0 1 2
64 63 5 cnmpt2nd F II Cn J s 0 1 2 , t 0 1 t topGen ran . 𝑡 0 1 2 × t II Cn II
65 oveq2 x = t 1 x = 1 t
66 63 5 64 5 7 65 cnmpt21 F II Cn J s 0 1 2 , t 0 1 1 t topGen ran . 𝑡 0 1 2 × t II Cn II
67 63 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
68 32 iihalf1cn x 0 1 2 2 x topGen ran . 𝑡 0 1 2 Cn II
69 68 a1i F II Cn J x 0 1 2 2 x topGen ran . 𝑡 0 1 2 Cn II
70 oveq2 x = s 2 x = 2 s
71 63 5 67 63 69 70 cnmpt21 F II Cn J s 0 1 2 , t 0 1 2 s topGen ran . 𝑡 0 1 2 × t II Cn II
72 iimulcn x 0 1 , y 0 1 x y II × t II Cn II
73 72 a1i F II Cn J x 0 1 , y 0 1 x y II × t II Cn II
74 oveq12 x = 1 t y = 2 s x y = 1 t 2 s
75 63 5 66 71 5 5 73 74 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
76 oveq2 x = 1 t 2 s 1 x = 1 1 t 2 s
77 63 5 75 5 7 76 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
78 iccssre 1 2 1 1 2 1
79 37 39 78 mp2an 1 2 1
80 resttopon topGen ran . TopOn 1 2 1 topGen ran . 𝑡 1 2 1 TopOn 1 2 1
81 57 79 80 mp2an topGen ran . 𝑡 1 2 1 TopOn 1 2 1
82 81 a1i F II Cn J topGen ran . 𝑡 1 2 1 TopOn 1 2 1
83 82 5 cnmpt2nd F II Cn J s 1 2 1 , t 0 1 t topGen ran . 𝑡 1 2 1 × t II Cn II
84 82 5 83 5 7 65 cnmpt21 F II Cn J s 1 2 1 , t 0 1 1 t topGen ran . 𝑡 1 2 1 × t II Cn II
85 82 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
86 33 iihalf2cn x 1 2 1 2 x 1 topGen ran . 𝑡 1 2 1 Cn II
87 86 a1i F II Cn J x 1 2 1 2 x 1 topGen ran . 𝑡 1 2 1 Cn II
88 70 oveq1d x = s 2 x 1 = 2 s 1
89 82 5 85 82 87 88 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
90 oveq2 x = 2 s 1 1 x = 1 2 s 1
91 82 5 89 5 7 90 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
92 oveq12 x = 1 t y = 1 2 s 1 x y = 1 t 1 2 s 1
93 82 5 84 91 5 5 73 92 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
94 oveq2 x = 1 t 1 2 s 1 1 x = 1 1 t 1 2 s 1
95 82 5 93 5 7 94 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
96 31 32 33 34 35 36 44 5 56 77 95 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
97 5 5 96 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
98 3 97 eqeltrid F II Cn J H II × t II Cn J
99 simpr F II Cn J y 0 1 y 0 1
100 0elunit 0 0 1
101 simpl s = y t = 0 s = y
102 101 breq1d s = y t = 0 s 1 2 y 1 2
103 simpr s = y t = 0 t = 0
104 103 oveq2d s = y t = 0 1 t = 1 0
105 104 52 eqtrdi s = y t = 0 1 t = 1
106 101 oveq2d s = y t = 0 2 s = 2 y
107 105 106 oveq12d s = y t = 0 1 t 2 s = 1 2 y
108 107 oveq2d s = y t = 0 1 1 t 2 s = 1 1 2 y
109 106 oveq1d s = y t = 0 2 s 1 = 2 y 1
110 109 oveq2d s = y t = 0 1 2 s 1 = 1 2 y 1
111 105 110 oveq12d s = y t = 0 1 t 1 2 s 1 = 1 1 2 y 1
112 111 oveq2d s = y t = 0 1 1 t 1 2 s 1 = 1 1 1 2 y 1
113 102 108 112 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
114 113 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
115 fvex F if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1 V
116 114 3 115 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
117 99 100 116 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
118 iftrue y 1 2 if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1 = 1 1 2 y
119 118 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
120 119 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
121 elii1 y 0 1 2 y 0 1 y 1 2
122 10 8 pcoval1 F II Cn J y 0 1 2 G * 𝑝 J F y = G 2 y
123 iihalf1 y 0 1 2 2 y 0 1
124 123 adantl F II Cn J y 0 1 2 2 y 0 1
125 oveq2 x = 2 y 1 x = 1 2 y
126 125 fveq2d x = 2 y F 1 x = F 1 2 y
127 fvex F 1 2 y V
128 126 1 127 fvmpt 2 y 0 1 G 2 y = F 1 2 y
129 unitssre 0 1
130 129 sseli 2 y 0 1 2 y
131 130 recnd 2 y 0 1 2 y
132 131 mullidd 2 y 0 1 1 2 y = 2 y
133 132 oveq2d 2 y 0 1 1 1 2 y = 1 2 y
134 133 fveq2d 2 y 0 1 F 1 1 2 y = F 1 2 y
135 128 134 eqtr4d 2 y 0 1 G 2 y = F 1 1 2 y
136 124 135 syl F II Cn J y 0 1 2 G 2 y = F 1 1 2 y
137 122 136 eqtrd F II Cn J y 0 1 2 G * 𝑝 J F y = F 1 1 2 y
138 121 137 sylan2br F II Cn J y 0 1 y 1 2 G * 𝑝 J F y = F 1 1 2 y
139 138 anassrs F II Cn J y 0 1 y 1 2 G * 𝑝 J F y = F 1 1 2 y
140 120 139 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
141 iffalse ¬ y 1 2 if y 1 2 1 1 2 y 1 1 1 2 y 1 = 1 1 1 2 y 1
142 141 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
143 142 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
144 elii2 y 0 1 ¬ y 1 2 y 1 2 1
145 10 8 18 pcoval2 F II Cn J y 1 2 1 G * 𝑝 J F y = F 2 y 1
146 iihalf2 y 1 2 1 2 y 1 0 1
147 146 adantl F II Cn J y 1 2 1 2 y 1 0 1
148 ax-1cn 1
149 129 sseli 2 y 1 0 1 2 y 1
150 149 recnd 2 y 1 0 1 2 y 1
151 subcl 1 2 y 1 1 2 y 1
152 148 150 151 sylancr 2 y 1 0 1 1 2 y 1
153 152 mullidd 2 y 1 0 1 1 1 2 y 1 = 1 2 y 1
154 153 oveq2d 2 y 1 0 1 1 1 1 2 y 1 = 1 1 2 y 1
155 nncan 1 2 y 1 1 1 2 y 1 = 2 y 1
156 148 150 155 sylancr 2 y 1 0 1 1 1 2 y 1 = 2 y 1
157 154 156 eqtr2d 2 y 1 0 1 2 y 1 = 1 1 1 2 y 1
158 147 157 syl F II Cn J y 1 2 1 2 y 1 = 1 1 1 2 y 1
159 158 fveq2d F II Cn J y 1 2 1 F 2 y 1 = F 1 1 1 2 y 1
160 145 159 eqtrd F II Cn J y 1 2 1 G * 𝑝 J F y = F 1 1 1 2 y 1
161 144 160 sylan2 F II Cn J y 0 1 ¬ y 1 2 G * 𝑝 J F y = F 1 1 1 2 y 1
162 161 anassrs F II Cn J y 0 1 ¬ y 1 2 G * 𝑝 J F y = F 1 1 1 2 y 1
163 143 162 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
164 140 163 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
165 117 164 eqtrd F II Cn J y 0 1 y H 0 = G * 𝑝 J F y
166 2cn 2
167 129 sseli y 0 1 y
168 167 recnd y 0 1 y
169 mulcl 2 y 2 y
170 166 168 169 sylancr y 0 1 2 y
171 170 adantl F II Cn J y 0 1 2 y
172 171 mul02d F II Cn J y 0 1 0 2 y = 0
173 172 oveq2d F II Cn J y 0 1 1 0 2 y = 1 0
174 173 52 eqtrdi F II Cn J y 0 1 1 0 2 y = 1
175 subcl 2 y 1 2 y 1
176 171 148 175 sylancl F II Cn J y 0 1 2 y 1
177 148 176 151 sylancr F II Cn J y 0 1 1 2 y 1
178 177 mul02d F II Cn J y 0 1 0 1 2 y 1 = 0
179 178 oveq2d F II Cn J y 0 1 1 0 1 2 y 1 = 1 0
180 179 52 eqtrdi F II Cn J y 0 1 1 0 1 2 y 1 = 1
181 174 180 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
182 ifid if y 1 2 1 1 = 1
183 181 182 eqtrdi F II Cn J y 0 1 if y 1 2 1 0 2 y 1 0 1 2 y 1 = 1
184 183 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
185 simpl s = y t = 1 s = y
186 185 breq1d s = y t = 1 s 1 2 y 1 2
187 simpr s = y t = 1 t = 1
188 187 oveq2d s = y t = 1 1 t = 1 1
189 188 13 eqtrdi s = y t = 1 1 t = 0
190 185 oveq2d s = y t = 1 2 s = 2 y
191 189 190 oveq12d s = y t = 1 1 t 2 s = 0 2 y
192 191 oveq2d s = y t = 1 1 1 t 2 s = 1 0 2 y
193 190 oveq1d s = y t = 1 2 s 1 = 2 y 1
194 193 oveq2d s = y t = 1 1 2 s 1 = 1 2 y 1
195 189 194 oveq12d s = y t = 1 1 t 1 2 s 1 = 0 1 2 y 1
196 195 oveq2d s = y t = 1 1 1 t 1 2 s 1 = 1 0 1 2 y 1
197 186 192 196 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
198 197 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
199 fvex F if y 1 2 1 0 2 y 1 0 1 2 y 1 V
200 198 3 199 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
201 99 11 200 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
202 2 fveq1i P y = 0 1 × F 1 y
203 fvex F 1 V
204 203 fvconst2 y 0 1 0 1 × F 1 y = F 1
205 204 adantl F II Cn J y 0 1 0 1 × F 1 y = F 1
206 202 205 eqtrid F II Cn J y 0 1 P y = F 1
207 184 201 206 3eqtr4d F II Cn J y 0 1 y H 1 = P y
208 simpl s = 0 t = y s = 0
209 208 38 eqbrtrdi s = 0 t = y s 1 2
210 209 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
211 simpr s = 0 t = y t = y
212 211 oveq2d s = 0 t = y 1 t = 1 y
213 208 oveq2d s = 0 t = y 2 s = 2 0
214 2t0e0 2 0 = 0
215 213 214 eqtrdi s = 0 t = y 2 s = 0
216 212 215 oveq12d s = 0 t = y 1 t 2 s = 1 y 0
217 216 oveq2d s = 0 t = y 1 1 t 2 s = 1 1 y 0
218 210 217 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
219 218 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
220 fvex F 1 1 y 0 V
221 219 3 220 ovmpoa 0 0 1 y 0 1 0 H y = F 1 1 y 0
222 100 221 mpan y 0 1 0 H y = F 1 1 y 0
223 subcl 1 y 1 y
224 148 168 223 sylancr y 0 1 1 y
225 224 mul01d y 0 1 1 y 0 = 0
226 225 oveq2d y 0 1 1 1 y 0 = 1 0
227 226 52 eqtrdi y 0 1 1 1 y 0 = 1
228 227 fveq2d y 0 1 F 1 1 y 0 = F 1
229 222 228 eqtrd y 0 1 0 H y = F 1
230 10 8 pco0 F II Cn J G * 𝑝 J F 0 = G 0
231 oveq2 x = 0 1 x = 1 0
232 231 52 eqtrdi x = 0 1 x = 1
233 232 fveq2d x = 0 F 1 x = F 1
234 233 1 203 fvmpt 0 0 1 G 0 = F 1
235 100 234 ax-mp G 0 = F 1
236 230 235 eqtr2di F II Cn J F 1 = G * 𝑝 J F 0
237 229 236 sylan9eqr F II Cn J y 0 1 0 H y = G * 𝑝 J F 0
238 37 39 ltnlei 1 2 < 1 ¬ 1 1 2
239 40 238 mpbi ¬ 1 1 2
240 simpl s = 1 t = y s = 1
241 240 breq1d s = 1 t = y s 1 2 1 1 2
242 239 241 mtbiri s = 1 t = y ¬ s 1 2
243 242 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
244 simpr s = 1 t = y t = y
245 244 oveq2d s = 1 t = y 1 t = 1 y
246 240 oveq2d s = 1 t = y 2 s = 2 1
247 2t1e2 2 1 = 2
248 246 247 eqtrdi s = 1 t = y 2 s = 2
249 248 oveq1d s = 1 t = y 2 s 1 = 2 1
250 2m1e1 2 1 = 1
251 249 250 eqtrdi s = 1 t = y 2 s 1 = 1
252 251 oveq2d s = 1 t = y 1 2 s 1 = 1 1
253 252 13 eqtrdi s = 1 t = y 1 2 s 1 = 0
254 245 253 oveq12d s = 1 t = y 1 t 1 2 s 1 = 1 y 0
255 254 oveq2d s = 1 t = y 1 1 t 1 2 s 1 = 1 1 y 0
256 243 255 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
257 256 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
258 257 3 220 ovmpoa 1 0 1 y 0 1 1 H y = F 1 1 y 0
259 11 258 mpan y 0 1 1 H y = F 1 1 y 0
260 259 228 eqtrd y 0 1 1 H y = F 1
261 10 8 pco1 F II Cn J G * 𝑝 J F 1 = F 1
262 261 eqcomd F II Cn J F 1 = G * 𝑝 J F 1
263 260 262 sylan9eqr F II Cn J y 0 1 1 H y = G * 𝑝 J F 1
264 19 30 98 165 207 237 263 isphtpy2d F II Cn J H G * 𝑝 J F PHtpy J P
265 264 ne0d F II Cn J G * 𝑝 J F PHtpy J P
266 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
267 19 30 265 266 syl3anbrc F II Cn J G * 𝑝 J F ph J P
268 264 267 jca F II Cn J H G * 𝑝 J F PHtpy J P G * 𝑝 J F ph J P