Theorem cvmlift2 35897

Description: A two-dimensional version of cvmlift 35880. There is a unique lift of functions on the unit square II ×_t II which commutes with the covering map. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Jun-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
cvmlift2.b	⊢ 𝐵 = ∪ 𝐶
cvmlift2.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽))
cvmlift2.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ ((II ×t II) Cn 𝐽))
cvmlift2.p	⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ 𝐵)
cvmlift2.i	⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑃) = (0𝐺0))

Assertion

Ref	Expression
cvmlift2	⊢ (𝜑 → ∃!𝑓 ∈ ((II ×t II) Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑓) = 𝐺 ∧ (0𝑓0) = 𝑃))

Distinct variable groups:   𝑓,𝐹   𝜑,𝑓   𝑓,𝐽   𝑓,𝐺   𝐶,𝑓   𝑃,𝑓

Allowed substitution hint:   𝐵(𝑓)

Proof of Theorem cvmlift2

Dummy variables 𝑔 ℎ 𝑘 𝑢 𝑣 𝑤 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cvmlift2.b	. 2 ⊢ 𝐵 = ∪ 𝐶
2		cvmlift2.f	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐶 CovMap 𝐽))
3		cvmlift2.g	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ ((II ×t II) Cn 𝐽))
4		cvmlift2.p	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ 𝐵)
5		cvmlift2.i	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑃) = (0𝐺0))
6		coeq2 5842	. . . . 5 ⊢ (ℎ = 𝑔 → (𝐹 ∘ ℎ) = (𝐹 ∘ 𝑔))
7		oveq1 7423	. . . . . . 7 ⊢ (𝑤 = 𝑧 → (𝑤𝐺0) = (𝑧𝐺0))
8	7	cbvmptv 5213	. . . . . 6 ⊢ (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑧𝐺0))
9	8	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (ℎ = 𝑔 → (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑧𝐺0)))
10	6, 9	eqeq12d 2778	. . . 4 ⊢ (ℎ = 𝑔 → ((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ↔ (𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑧𝐺0))))
11		fveq1 6881	. . . . 5 ⊢ (ℎ = 𝑔 → (ℎ‘0) = (𝑔‘0))
12	11	eqeq1d 2764	. . . 4 ⊢ (ℎ = 𝑔 → ((ℎ‘0) = 𝑃 ↔ (𝑔‘0) = 𝑃))
13	10, 12	anbi12d 644	. . 3 ⊢ (ℎ = 𝑔 → (((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃) ↔ ((𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑧𝐺0)) ∧ (𝑔‘0) = 𝑃)))
14	13	cbvriotavw 7383	. 2 ⊢ (℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃)) = (℩𝑔 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑧𝐺0)) ∧ (𝑔‘0) = 𝑃))
15		coeq2 5842	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = 𝑔 → (𝐹 ∘ 𝑘) = (𝐹 ∘ 𝑔))
16		oveq2 7424	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑤 = 𝑧 → (𝑢𝐺𝑤) = (𝑢𝐺𝑧))
17	16	cbvmptv 5213	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑤)) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑧))
18	17	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = 𝑔 → (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑤)) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑧)))
19	15, 18	eqeq12d 2778	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 = 𝑔 → ((𝐹 ∘ 𝑘) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑤)) ↔ (𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑧))))
20		fveq1 6881	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 = 𝑔 → (𝑘‘0) = (𝑔‘0))
21	20	eqeq1d 2764	. . . . . . 7 ⊢ (𝑘 = 𝑔 → ((𝑘‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑢) ↔ (𝑔‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑢)))
22	19, 21	anbi12d 644	. . . . . 6 ⊢ (𝑘 = 𝑔 → (((𝐹 ∘ 𝑘) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑤)) ∧ (𝑘‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑢)) ↔ ((𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑧)) ∧ (𝑔‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑢))))
23	22	cbvriotavw 7383	. . . . 5 ⊢ (℩𝑘 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑘) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑤)) ∧ (𝑘‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑢))) = (℩𝑔 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑧)) ∧ (𝑔‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑢)))
24		oveq1 7423	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑢 = 𝑥 → (𝑢𝐺𝑧) = (𝑥𝐺𝑧))
25	24	mpteq2dv 5203	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑢 = 𝑥 → (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑧)) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑥𝐺𝑧)))
26	25	eqeq2d 2773	. . . . . . 7 ⊢ (𝑢 = 𝑥 → ((𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑧)) ↔ (𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑥𝐺𝑧))))
27		fveq2 6882	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑢 = 𝑥 → ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑢) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑥))
28	27	eqeq2d 2773	. . . . . . 7 ⊢ (𝑢 = 𝑥 → ((𝑔‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑢) ↔ (𝑔‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑥)))
29	26, 28	anbi12d 644	. . . . . 6 ⊢ (𝑢 = 𝑥 → (((𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑧)) ∧ (𝑔‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑢)) ↔ ((𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑥𝐺𝑧)) ∧ (𝑔‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑥))))
30	29	riotabidv 7375	. . . . 5 ⊢ (𝑢 = 𝑥 → (℩𝑔 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑧)) ∧ (𝑔‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑢))) = (℩𝑔 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑥𝐺𝑧)) ∧ (𝑔‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑥))))
31	23, 30	eqtrid 2809	. . . 4 ⊢ (𝑢 = 𝑥 → (℩𝑘 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑘) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑤)) ∧ (𝑘‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑢))) = (℩𝑔 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑥𝐺𝑧)) ∧ (𝑔‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑥))))
32	31	fveq1d 6884	. . 3 ⊢ (𝑢 = 𝑥 → ((℩𝑘 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑘) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑤)) ∧ (𝑘‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑢)))‘𝑣) = ((℩𝑔 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑥𝐺𝑧)) ∧ (𝑔‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑥)))‘𝑣))
33		fveq2 6882	. . 3 ⊢ (𝑣 = 𝑦 → ((℩𝑔 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑥𝐺𝑧)) ∧ (𝑔‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑥)))‘𝑣) = ((℩𝑔 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑥𝐺𝑧)) ∧ (𝑔‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑥)))‘𝑦))
34	32, 33	cbvmpov 7511	. 2 ⊢ (𝑢 ∈ (0[,]1), 𝑣 ∈ (0[,]1) ↦ ((℩𝑘 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑘) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑢𝐺𝑤)) ∧ (𝑘‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑢)))‘𝑣)) = (𝑥 ∈ (0[,]1), 𝑦 ∈ (0[,]1) ↦ ((℩𝑔 ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑔) = (𝑧 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑥𝐺𝑧)) ∧ (𝑔‘0) = ((℩ℎ ∈ (II Cn 𝐶)((𝐹 ∘ ℎ) = (𝑤 ∈ (0[,]1) ↦ (𝑤𝐺0)) ∧ (ℎ‘0) = 𝑃))‘𝑥)))‘𝑦))
35	1, 2, 3, 4, 5, 14, 34	cvmlift2lem13 35896	1 ⊢ (𝜑 → ∃!𝑓 ∈ ((II ×t II) Cn 𝐶)((𝐹 ∘ 𝑓) = 𝐺 ∧ (0𝑓0) = 𝑃))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∃!wreu 3365  ∪ cuni 4870   ↦ cmpt 5190   ∘ ccom 5663  ‘cfv 6537  ℩crio 7372  (class class class)co 7416   ∈ cmpo 7418  0cc0 11127  1c1 11128  [,]cicc 13403   Cn ccn 23453   ×_t ctx 23790  IIcii 25107   CovMap ccvm 35836

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7739  ax-inf2 9623  ax-cnex 11183  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204  ax-pre-sup 11205  ax-addf 11206

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-tp 4592  df-op 4594  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-se 5613  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-of 7681  df-om 7866  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-supp 8162  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8458  df-2o 8459  df-er 8699  df-ec 8701  df-map 8831  df-ixp 8908  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-fin 8959  df-fsupp 9335  df-fi 9384  df-sup 9415  df-inf 9416  df-oi 9485  df-card 9947  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11470  df-neg 11471  df-div 11899  df-nn 12261  df-2 12330  df-3 12331  df-4 12332  df-5 12333  df-6 12334  df-7 12335  df-8 12336  df-9 12337  df-n0 12532  df-z 12619  df-dec 12740  df-uz 12891  df-q 13001  df-rp 13045  df-xneg 13165  df-xadd 13166  df-xmul 13167  df-ioo 13404  df-ico 13406  df-icc 13407  df-fz 13564  df-fzo 13712  df-fl 13855  df-seq 14068  df-exp 14128  df-hash 14397  df-cj 15188  df-re 15189  df-im 15190  df-sqrt 15324  df-abs 15325  df-clim 15577  df-sum 15776  df-struct 17243  df-sets 17260  df-slot 17278  df-ndx 17290  df-base 17306  df-ress 17327  df-plusg 17359  df-mulr 17360  df-starv 17361  df-sca 17362  df-vsca 17363  df-ip 17364  df-tset 17365  df-ple 17366  df-ds 17368  df-unif 17369  df-hom 17370  df-cco 17371  df-rest 17511  df-topn 17512  df-0g 17530  df-gsum 17531  df-topgen 17532  df-pt 17533  df-prds 17536  df-xrs 17592  df-qtop 17597  df-imas 17598  df-xps 17600  df-mre 17674  df-mrc 17675  df-acs 17677  df-mgm 18734  df-sgrp 18825  df-mnd 18841  df-submnd 18896  df-mulg 19195  df-cntz 19448  df-cmn 19913  df-psmet 21581  df-xmet 21582  df-met 21583  df-bl 21584  df-mopn 21585  df-cnfld 21590  df-top 23123  df-topon 23140  df-topsp 23162  df-bases 23175  df-cld 23248  df-ntr 23249  df-cls 23250  df-nei 23327  df-cn 23456  df-cnp 23457  df-cmp 23616  df-conn 23641  df-lly 23696  df-nlly 23697  df-tx 23792  df-hmeo 23985  df-xms 24550  df-ms 24551  df-tms 24552  df-ii 25109  df-cncf 25110  df-htpy 25202  df-phtpy 25203  df-phtpc 25224  df-pconn 35802  df-sconn 35803  df-cvm 35837

This theorem is used by:  cvmliftpht  35899