Theorem: Besicovitch.TauPackage.mem_iUnionUpTo_lastStep
File: Mathlib/MeasureTheory/Covering/Besicovitch.lean

tactic: have A : ∀ z : β, p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep := by
  have : p.lastStep ∈ {i | ¬∃ b : β, p.c b ∉ p.iUnionUpTo i ∧ p.R i ≤ p.τ * p.r b} :=
    csInf_mem p.lastStep_nonempty
  simpa only [not_exists, mem_setOf_eq, not_and_or, not_le, not_not_mem]
state_before: α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
⊢ p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
state_after: α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
⊢ p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep

tactic: by_contra h
state_before: α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
⊢ p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
state_after: α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
⊢ False

tactic: rcases A x with (H | H)
state_before: α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
⊢ False
state_after: case inl
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
⊢ False

case inr
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
⊢ False

tactic: have Rpos : 0 < p.R p.lastStep := by
  apply lt_trans (mul_pos (_root_.zero_lt_one.trans p.one_lt_tau) (p.rpos _)) H
state_before: case inr
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
⊢ False
state_after: case inr
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
⊢ False

tactic: have B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep := by
  conv_rhs => rw [← one_mul (p.R p.lastStep)]
  exact mul_lt_mul (inv_lt_one p.one_lt_tau) le_rfl Rpos zero_le_one
state_before: case inr
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
⊢ False
state_after: case inr
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
⊢ False

tactic: rcases A y with (Hy | Hy)
state_before: case inr.intro.intro
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
y : β
hy1 : p.c y ∉ p.iUnionUpTo p.lastStep
hy2 : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.r y
⊢ False
state_after: case inr.intro.intro.inl
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
y : β
hy1 : p.c y ∉ p.iUnionUpTo p.lastStep
hy2 : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.r y
Hy : p.c y ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
⊢ False

case inr.intro.intro.inr
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
y : β
hy1 : p.c y ∉ p.iUnionUpTo p.lastStep
hy2 : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.r y
Hy : p.τ * p.r y < p.R p.lastStep
⊢ False

tactic: have : p.lastStep ∈ {i | ¬∃ b : β, p.c b ∉ p.iUnionUpTo i ∧ p.R i ≤ p.τ * p.r b} :=
  csInf_mem p.lastStep_nonempty
state_before: α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
⊢ ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
state_after: α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
this : p.lastStep ∈ {i | ¬∃ b, p.c b ∉ p.iUnionUpTo i ∧ p.R i ≤ p.τ * p.r b}
⊢ ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep

tactic: simpa only [not_exists, mem_setOf_eq, not_and_or, not_le, not_not_mem]
state_before: α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
this : p.lastStep ∈ {i | ¬∃ b, p.c b ∉ p.iUnionUpTo i ∧ p.R i ≤ p.τ * p.r b}
⊢ ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
state_after: no goals

tactic: exact h H
state_before: case inl
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
⊢ False
state_after: no goals

tactic: apply lt_trans (mul_pos (_root_.zero_lt_one.trans p.one_lt_tau) (p.rpos _)) H
state_before: α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
⊢ 0 < p.R p.lastStep
state_after: no goals

tactic: conv_rhs => rw [← one_mul (p.R p.lastStep)]
state_before: α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
⊢ p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
state_after: α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
⊢ p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < 1 * p.R p.lastStep

tactic: exact mul_lt_mul (inv_lt_one p.one_lt_tau) le_rfl Rpos zero_le_one
state_before: α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
⊢ p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < 1 * p.R p.lastStep
state_after: no goals

tactic: have := exists_lt_of_lt_csSup ?_ B
state_before: α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
⊢ ∃ y, p.c y ∉ p.iUnionUpTo p.lastStep ∧ p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.r y
state_after: case refine_2
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
this : ∃ a ∈ range fun b => p.r ↑b, p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < a
⊢ ∃ y, p.c y ∉ p.iUnionUpTo p.lastStep ∧ p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.r y

case refine_1
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
⊢ (range fun b => p.r ↑b).Nonempty

tactic: rw [← image_univ, image_nonempty]
state_before: case refine_1
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
⊢ (range fun b => p.r ↑b).Nonempty
state_after: case refine_1
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
⊢ univ.Nonempty

tactic: exact ⟨⟨_, h⟩, mem_univ _⟩
state_before: case refine_1
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
⊢ univ.Nonempty
state_after: no goals

tactic: simpa only [exists_prop, mem_range, exists_exists_and_eq_and, Subtype.exists,
Subtype.coe_mk]
state_before: case refine_2
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
this : ∃ a ∈ range fun b => p.r ↑b, p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < a
⊢ ∃ y, p.c y ∉ p.iUnionUpTo p.lastStep ∧ p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.r y
state_after: no goals

tactic: exact hy1 Hy
state_before: case inr.intro.intro.inl
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
y : β
hy1 : p.c y ∉ p.iUnionUpTo p.lastStep
hy2 : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.r y
Hy : p.c y ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
⊢ False
state_after: no goals

tactic: rw [← div_eq_inv_mul] at hy2
state_before: case inr.intro.intro.inr
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
y : β
hy1 : p.c y ∉ p.iUnionUpTo p.lastStep
hy2 : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.r y
Hy : p.τ * p.r y < p.R p.lastStep
⊢ False
state_after: case inr.intro.intro.inr
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
y : β
hy1 : p.c y ∉ p.iUnionUpTo p.lastStep
hy2 : p.R p.lastStep / p.τ < p.r y
Hy : p.τ * p.r y < p.R p.lastStep
⊢ False

tactic: have := (div_le_iff' (_root_.zero_lt_one.trans p.one_lt_tau)).1 hy2.le
state_before: case inr.intro.intro.inr
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
y : β
hy1 : p.c y ∉ p.iUnionUpTo p.lastStep
hy2 : p.R p.lastStep / p.τ < p.r y
Hy : p.τ * p.r y < p.R p.lastStep
⊢ False
state_after: case inr.intro.intro.inr
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
y : β
hy1 : p.c y ∉ p.iUnionUpTo p.lastStep
hy2 : p.R p.lastStep / p.τ < p.r y
Hy : p.τ * p.r y < p.R p.lastStep
this : p.R p.lastStep ≤ p.τ * p.r y
⊢ False

tactic: exact lt_irrefl _ (Hy.trans_le this)
state_before: case inr.intro.intro.inr
α : Type u_1
inst✝¹ : MetricSpace α
β : Type u
inst✝ : Nonempty β
p : TauPackage β α
x : β
A : ∀ (z : β), p.c z ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep ∨ p.τ * p.r z < p.R p.lastStep
h : ¬p.c x ∈ p.iUnionUpTo p.lastStep
H : p.τ * p.r x < p.R p.lastStep
Rpos : 0 < p.R p.lastStep
B : p.τ⁻¹ * p.R p.lastStep < p.R p.lastStep
y : β
hy1 : p.c y ∉ p.iUnionUpTo p.lastStep
hy2 : p.R p.lastStep / p.τ < p.r y
Hy : p.τ * p.r y < p.R p.lastStep
this : p.R p.lastStep ≤ p.τ * p.r y
⊢ False
state_after: no goals