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Added proof: Bishop finite => Kuratowski finite
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33808928db
commit
89808c7297
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@ -1,6 +1,7 @@
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(* Bishop-finiteness is that "default" notion of finiteness in the HoTT library *)
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(* Bishop-finiteness is that "default" notion of finiteness in the HoTT library *)
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Require Import HoTT.
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Require Import HoTT.
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Require Import Sub notation.
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Require Import Sub notation variations.k_finite.
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Require Import fsets.properties.
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Section finite_hott.
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Section finite_hott.
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Variable A : Type.
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Variable A : Type.
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@ -132,4 +133,255 @@ Section finite_hott.
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** refine (px @ _ @ py^). symmetry. auto.
|
** refine (px @ _ @ py^). symmetry. auto.
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** apply (px @ py^).
|
** apply (px @ py^).
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Defined.
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Defined.
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Section empty.
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Variable (X : A -> hProp)
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(Xequiv : {a : A & a ∈ X} <~> Fin 0).
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Lemma X_empty : X = ∅.
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Proof.
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apply path_forall.
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intro z.
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apply path_iff_hprop ; try contradiction.
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intro x.
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destruct Xequiv as [f fequiv].
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contradiction (f(z;x)).
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|
Defined.
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|
End empty.
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Section split.
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Variable (X : A -> hProp)
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(n : nat)
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(Xequiv : {a : A & a ∈ X} <~> Fin n + Unit).
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Definition split : {X' : A -> hProp & {a : A & a ∈ X'} <~> Fin n}.
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Proof.
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destruct Xequiv as [f [g fg gf adj]].
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unfold Sect in *.
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pose (fun x : A => sig (fun y : Fin n => x = (g(inl y)).1 )) as X'.
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assert (forall a : A, IsHProp (X' a)).
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{
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intros.
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unfold X'.
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apply hprop_allpath.
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intros [x px] [y py].
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|
simple refine (path_sigma _ _ _ _ _).
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* cbn.
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pose (f(g(inl x))) as fgx.
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cut (g(inl x) = g(inl y)).
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{
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intros q.
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pose (ap f q).
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rewrite !fg in p.
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refine (path_sum_inl _ p).
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}
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|
apply path_sigma with (px^ @ py).
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|
apply path_ishprop.
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||||||
|
* apply path_ishprop.
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|
}
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pose (fun a => BuildhProp(X' a)) as Y.
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|
exists Y.
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unfold Y, X'.
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|
cbn.
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unshelve esplit.
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- intros [a [y p]]. apply y.
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|
- apply isequiv_biinv.
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|
unshelve esplit.
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* exists (fun x => (( (g(inl x)).1 ;(x;idpath)))).
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unfold Sect.
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|
intros [a [y p]].
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|
apply path_sigma with p^.
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|
simpl.
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|
rewrite transport_sigma.
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|
simple refine (path_sigma _ _ _ _ _) ; simpl.
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|
** rewrite transport_const ; reflexivity.
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|
** apply path_ishprop.
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|
* exists (fun x => (( (g(inl x)).1 ;(x;idpath)))).
|
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|
unfold Sect.
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|
intros x.
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|
reflexivity.
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|
Defined.
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Definition new_el : {a' : A & forall z, X z =
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lor (split.1 z) (merely (z = a'))}.
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Proof.
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exists ((Xequiv^-1 (inr tt)).1).
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|
intros.
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|
apply path_iff_hprop.
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- intros Xz.
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pose (Xequiv (z;Xz)) as fz.
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|
pose (c := fz).
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|
assert (c = fz). reflexivity.
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destruct c as [fz1 | fz2].
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|
* refine (tr(inl _)).
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|
unfold split ; simpl.
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|
exists fz1.
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|
rewrite X0.
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|
unfold fz.
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|
destruct Xequiv as [? [? ? sect ?]].
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|
compute.
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|
rewrite sect.
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|
reflexivity.
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|
* refine (tr(inr(tr _))).
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||||||
|
destruct fz2.
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||||||
|
rewrite X0.
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||||||
|
unfold fz.
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||||||
|
rewrite eissect.
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|
reflexivity.
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|
- intros X0.
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|
strip_truncations.
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|
destruct X0 as [Xl | Xr].
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|
* unfold split in Xl ; simpl in Xl.
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|
destruct Xequiv as [f [g fg gf adj]].
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|
destruct Xl as [m p].
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|
rewrite p.
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|
apply (g (inl m)).2.
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|
* strip_truncations.
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|
rewrite Xr.
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|
apply ((Xequiv^-1(inr tt)).2).
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|
Defined.
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|
End split.
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|
Definition bfin_to_kfin : forall (X : Sub A), Bfin X -> Kf_sub _ X.
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Proof.
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intros X BFinX.
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|
unfold Bfin in BFinX.
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destruct BFinX as [n iso].
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|
strip_truncations.
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|
revert iso ; revert X.
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|
induction n ; unfold Kf_sub, Kf_sub_intern.
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|
- intros.
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|
exists ∅.
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|
apply path_forall.
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|
intro z.
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|
simpl in *.
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|
apply path_iff_hprop ; try contradiction.
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|
destruct iso as [f f_equiv].
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|
apply (fun Xz => f(z;Xz)).
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|
- intros.
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||||||
|
simpl in *.
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|
destruct (new_el X n iso) as [a HXX'].
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|
destruct (split X n iso) as [X' X'equiv].
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|
destruct (IHn X' X'equiv) as [Y HY].
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|
exists (Y ∪ {|a|}).
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|
unfold map in *.
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|
apply path_forall.
|
||||||
|
intro z.
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|
rewrite union_isIn.
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|
rewrite <- (ap (fun h => h z) HY).
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|
rewrite HXX'.
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|
cbn.
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|
reflexivity.
|
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|
Defined.
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|
Context `{A_deceq : DecidablePaths A}.
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|
(*
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|
Lemma kfin_is_bfin : closedUnion Bfin.
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|
Proof.
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|
intros X Y HX HY.
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|
unfold Bfin in *.
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|
destruct HX as [n Xequiv].
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||||||
|
revert X Xequiv.
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||||||
|
induction n.
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||||||
|
- intros.
|
||||||
|
strip_truncations.
|
||||||
|
rewrite (X_empty X Xequiv).
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|
assert(∅ ∪ Y = Y).
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|
{ apply path_forall ; intro z.
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|
compute-[lor].
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|
eauto with lattice_hints typeclass_instances.
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|
}
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rewrite X0.
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|
apply HY.
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|
- simpl in *.
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|
intros.
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|
destruct HY as [m Yequiv].
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|
strip_truncations.
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|
destruct (new_el X n Xequiv) as [a HXX'].
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|
destruct (split X n Xequiv) as [X' X'equiv].
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|
destruct (IHn X' (tr X'equiv)) as [k Hk].
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|
strip_truncations.
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|
cbn in *.
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|
rewrite (path_forall _ _ HXX').
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|
assert
|
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(forall a0,
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|
BuildhProp (Trunc (-1) (X' a0 ∨ merely (a0 = a) + Y a0))
|
||||||
|
=
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||||||
|
BuildhProp (hor (Trunc (-1) (X' a0 + Y a0)) (merely (a0 = a)))
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|
).
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|
{
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|
intros.
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|
apply path_iff_hprop.
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||||||
|
* intros X0.
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||||||
|
strip_truncations.
|
||||||
|
destruct X0 as [X0 | X0].
|
||||||
|
** strip_truncations.
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||||||
|
destruct X0 as [X0 | X0].
|
||||||
|
*** refine (tr(inl(tr _))).
|
||||||
|
apply (inl X0).
|
||||||
|
*** refine (tr(inr X0)).
|
||||||
|
** refine (tr(inl(tr _))).
|
||||||
|
apply (inr X0).
|
||||||
|
* intros X0.
|
||||||
|
strip_truncations.
|
||||||
|
destruct X0 as [X0 | X0].
|
||||||
|
** strip_truncations.
|
||||||
|
destruct X0 as [X0 | X0].
|
||||||
|
*** refine (tr(inl(tr(inl X0)))).
|
||||||
|
*** refine (tr(inr X0)).
|
||||||
|
** refine (tr(inl(tr(inr X0)))).
|
||||||
|
}
|
||||||
|
(* rewrite (path_forall _ _ X0). *)
|
||||||
|
assert
|
||||||
|
(
|
||||||
|
{a0 : A & hor (Trunc (-1) (X' a0 + Y a0)) (merely (a0 = a))}
|
||||||
|
=
|
||||||
|
{a0 : A & Trunc (-1) (X' a0 + Y a0)}
|
||||||
|
+
|
||||||
|
{a0 : A & (merely (a0 = a))}
|
||||||
|
).
|
||||||
|
{
|
||||||
|
assert ({a0 : A & Trunc (-1) (X' a0 + Y a0)} + {a0 : A & merely (a0 = a)} ->
|
||||||
|
{a0 : A & hor (Trunc (-1) (X' a0 + Y a0)) (merely (a0 = a))}).
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||||||
|
{
|
||||||
|
intros.
|
||||||
|
destruct X1.
|
||||||
|
* destruct s as [c p].
|
||||||
|
exists c.
|
||||||
|
apply tr.
|
||||||
|
left.
|
||||||
|
apply p.
|
||||||
|
* destruct s as [c p].
|
||||||
|
exists c.
|
||||||
|
apply tr.
|
||||||
|
right. apply p.
|
||||||
|
|
||||||
|
simple refine (path_universe _).
|
||||||
|
* intros [a0 p].
|
||||||
|
destruct (dec (a0 = a)).
|
||||||
|
** right. exists a0. apply (tr p0).
|
||||||
|
** left.
|
||||||
|
exists a0.
|
||||||
|
strip_truncations.
|
||||||
|
destruct p ; strip_truncations.
|
||||||
|
*** apply (tr t).
|
||||||
|
*** contradiction (n0 t).
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* apply isequiv_biinv.
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|
unfold BiInv.
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|
split.
|
||||||
|
**
|
||||||
|
|
||||||
|
exists a0
|
||||||
|
}
|
||||||
|
rewrite X1.
|
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|
apply finite_sum.
|
||||||
|
* simple refine (Build_Finite _ k (tr Hk)).
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||||||
|
* apply singleton.
|
||||||
|
Admitted.
|
||||||
|
*)
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|
|
||||||
End finite_hott.
|
End finite_hott.
|
||||||
|
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