Theorem: EuclideanGeometry.exists_of_range_subset_orthocentricSystem
File: Mathlib/Geometry/Euclidean/MongePoint.lean

tactic: by_cases h : t.orthocenter ∈ Set.range p
state_before: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
⊢ (∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
      i₁ ≠ i₂ ∧
        i₁ ≠ i₃ ∧
          i₂ ≠ i₃ ∧
            (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
              p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃) ∨
    Set.range p = Set.range t.points
state_after: case pos
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
h : t.orthocenter ∈ Set.range p
⊢ (∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
      i₁ ≠ i₂ ∧
        i₁ ≠ i₃ ∧
          i₂ ≠ i₃ ∧
            (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
              p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃) ∨
    Set.range p = Set.range t.points

case neg
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
h : t.orthocenter ∉ Set.range p
⊢ (∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
      i₁ ≠ i₂ ∧
        i₁ ≠ i₃ ∧
          i₂ ≠ i₃ ∧
            (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
              p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃) ∨
    Set.range p = Set.range t.points

tactic: left
state_before: case pos
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
h : t.orthocenter ∈ Set.range p
⊢ (∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
      i₁ ≠ i₂ ∧
        i₁ ≠ i₃ ∧
          i₂ ≠ i₃ ∧
            (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
              p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃) ∨
    Set.range p = Set.range t.points
state_after: case pos.h
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
h : t.orthocenter ∈ Set.range p
⊢ ∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
    i₁ ≠ i₂ ∧
      i₁ ≠ i₃ ∧
        i₂ ≠ i₃ ∧
          (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
            p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃

tactic: rcases h with ⟨i₁, h₁⟩
state_before: case pos.h
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
h : t.orthocenter ∈ Set.range p
⊢ ∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
    i₁ ≠ i₂ ∧
      i₁ ≠ i₃ ∧
        i₂ ≠ i₃ ∧
          (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
            p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃
state_after: case pos.h.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
⊢ ∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
    i₁ ≠ i₂ ∧
      i₁ ≠ i₃ ∧
        i₂ ≠ i₃ ∧
          (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
            p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃

tactic: obtain ⟨i₂, i₃, h₁₂, h₁₃, h₂₃, h₁₂₃⟩ :
    ∃ i₂ i₃ : Fin 3, i₁ ≠ i₂ ∧ i₁ ≠ i₃ ∧ i₂ ≠ i₃ ∧ ∀ i : Fin 3, i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃ := by
  clear h₁
  fin_cases i₁ <;> decide
state_before: case pos.h.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
⊢ ∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
    i₁ ≠ i₂ ∧
      i₁ ≠ i₃ ∧
        i₂ ≠ i₃ ∧
          (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
            p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃
state_after: case pos.h.intro.intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
⊢ ∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
    i₁ ≠ i₂ ∧
      i₁ ≠ i₃ ∧
        i₂ ≠ i₃ ∧
          (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
            p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃

tactic: have h : ∀ i, i₁ ≠ i → ∃ j : Fin 3, t.points j = p i := by
  intro i hi
  replace hps := Set.mem_of_mem_insert_of_ne
    (Set.mem_of_mem_of_subset (Set.mem_range_self i) hps) (h₁ ▸ hpi.ne hi.symm)
  exact hps
state_before: case pos.h.intro.intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
⊢ ∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
    i₁ ≠ i₂ ∧
      i₁ ≠ i₃ ∧
        i₂ ≠ i₃ ∧
          (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
            p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃
state_after: case pos.h.intro.intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
h : ∀ (i : Fin 3), i₁ ≠ i → ∃ j, t.points j = p i
⊢ ∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
    i₁ ≠ i₂ ∧
      i₁ ≠ i₃ ∧
        i₂ ≠ i₃ ∧
          (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
            p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃

tactic: rcases h i₂ h₁₂ with ⟨j₂, h₂⟩
state_before: case pos.h.intro.intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
h : ∀ (i : Fin 3), i₁ ≠ i → ∃ j, t.points j = p i
⊢ ∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
    i₁ ≠ i₂ ∧
      i₁ ≠ i₃ ∧
        i₂ ≠ i₃ ∧
          (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
            p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃
state_after: case pos.h.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
h : ∀ (i : Fin 3), i₁ ≠ i → ∃ j, t.points j = p i
j₂ : Fin 3
h₂ : t.points j₂ = p i₂
⊢ ∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
    i₁ ≠ i₂ ∧
      i₁ ≠ i₃ ∧
        i₂ ≠ i₃ ∧
          (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
            p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃

tactic: rcases h i₃ h₁₃ with ⟨j₃, h₃⟩
state_before: case pos.h.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
h : ∀ (i : Fin 3), i₁ ≠ i → ∃ j, t.points j = p i
j₂ : Fin 3
h₂ : t.points j₂ = p i₂
⊢ ∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
    i₁ ≠ i₂ ∧
      i₁ ≠ i₃ ∧
        i₂ ≠ i₃ ∧
          (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
            p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃
state_after: case pos.h.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
h : ∀ (i : Fin 3), i₁ ≠ i → ∃ j, t.points j = p i
j₂ : Fin 3
h₂ : t.points j₂ = p i₂
j₃ : Fin 3
h₃ : t.points j₃ = p i₃
⊢ ∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
    i₁ ≠ i₂ ∧
      i₁ ≠ i₃ ∧
        i₂ ≠ i₃ ∧
          (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
            p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃

tactic: have hj₂₃ : j₂ ≠ j₃ := by
  intro he
  rw [he, h₃] at h₂
  exact h₂₃.symm (hpi h₂)
state_before: case pos.h.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
h : ∀ (i : Fin 3), i₁ ≠ i → ∃ j, t.points j = p i
j₂ : Fin 3
h₂ : t.points j₂ = p i₂
j₃ : Fin 3
h₃ : t.points j₃ = p i₃
⊢ ∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
    i₁ ≠ i₂ ∧
      i₁ ≠ i₃ ∧
        i₂ ≠ i₃ ∧
          (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
            p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃
state_after: case pos.h.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
h : ∀ (i : Fin 3), i₁ ≠ i → ∃ j, t.points j = p i
j₂ : Fin 3
h₂ : t.points j₂ = p i₂
j₃ : Fin 3
h₃ : t.points j₃ = p i₃
hj₂₃ : j₂ ≠ j₃
⊢ ∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
    i₁ ≠ i₂ ∧
      i₁ ≠ i₃ ∧
        i₂ ≠ i₃ ∧
          (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
            p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃

tactic: exact ⟨i₁, i₂, i₃, j₂, j₃, h₁₂, h₁₃, h₂₃, h₁₂₃, h₁, hj₂₃, h₂, h₃⟩
state_before: case pos.h.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
h : ∀ (i : Fin 3), i₁ ≠ i → ∃ j, t.points j = p i
j₂ : Fin 3
h₂ : t.points j₂ = p i₂
j₃ : Fin 3
h₃ : t.points j₃ = p i₃
hj₂₃ : j₂ ≠ j₃
⊢ ∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
    i₁ ≠ i₂ ∧
      i₁ ≠ i₃ ∧
        i₂ ≠ i₃ ∧
          (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
            p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃
state_after: no goals

tactic: clear h₁
state_before: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
⊢ ∃ i₂ i₃, i₁ ≠ i₂ ∧ i₁ ≠ i₃ ∧ i₂ ≠ i₃ ∧ ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
state_after: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
⊢ ∃ i₂ i₃, i₁ ≠ i₂ ∧ i₁ ≠ i₃ ∧ i₂ ≠ i₃ ∧ ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃

tactic: fin_cases i₁ <;> decide
state_before: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
⊢ ∃ i₂ i₃, i₁ ≠ i₂ ∧ i₁ ≠ i₃ ∧ i₂ ≠ i₃ ∧ ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
state_after: no goals

tactic: intro i hi
state_before: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
⊢ ∀ (i : Fin 3), i₁ ≠ i → ∃ j, t.points j = p i
state_after: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
i : Fin 3
hi : i₁ ≠ i
⊢ ∃ j, t.points j = p i

tactic: replace hps := Set.mem_of_mem_insert_of_ne
  (Set.mem_of_mem_of_subset (Set.mem_range_self i) hps) (h₁ ▸ hpi.ne hi.symm)
state_before: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
i : Fin 3
hi : i₁ ≠ i
⊢ ∃ j, t.points j = p i
state_after: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
i : Fin 3
hi : i₁ ≠ i
hps : p i ∈ Set.range t.points
⊢ ∃ j, t.points j = p i

tactic: exact hps
state_before: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
i : Fin 3
hi : i₁ ≠ i
hps : p i ∈ Set.range t.points
⊢ ∃ j, t.points j = p i
state_after: no goals

tactic: intro he
state_before: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
h : ∀ (i : Fin 3), i₁ ≠ i → ∃ j, t.points j = p i
j₂ : Fin 3
h₂ : t.points j₂ = p i₂
j₃ : Fin 3
h₃ : t.points j₃ = p i₃
⊢ j₂ ≠ j₃
state_after: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
h : ∀ (i : Fin 3), i₁ ≠ i → ∃ j, t.points j = p i
j₂ : Fin 3
h₂ : t.points j₂ = p i₂
j₃ : Fin 3
h₃ : t.points j₃ = p i₃
he : j₂ = j₃
⊢ False

tactic: rw [he, h₃] at h₂
state_before: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
h : ∀ (i : Fin 3), i₁ ≠ i → ∃ j, t.points j = p i
j₂ : Fin 3
h₂ : t.points j₂ = p i₂
j₃ : Fin 3
h₃ : t.points j₃ = p i₃
he : j₂ = j₃
⊢ False
state_after: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
h : ∀ (i : Fin 3), i₁ ≠ i → ∃ j, t.points j = p i
j₂ j₃ : Fin 3
h₂ : p i₃ = p i₂
h₃ : t.points j₃ = p i₃
he : j₂ = j₃
⊢ False

tactic: exact h₂₃.symm (hpi h₂)
state_before: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
i₁ : Fin 3
h₁ : p i₁ = t.orthocenter
i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h₁₂₃ : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
h : ∀ (i : Fin 3), i₁ ≠ i → ∃ j, t.points j = p i
j₂ j₃ : Fin 3
h₂ : p i₃ = p i₂
h₃ : t.points j₃ = p i₃
he : j₂ = j₃
⊢ False
state_after: no goals

tactic: right
state_before: case neg
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
h : t.orthocenter ∉ Set.range p
⊢ (∃ i₁ i₂ i₃ j₂ j₃,
      i₁ ≠ i₂ ∧
        i₁ ≠ i₃ ∧
          i₂ ≠ i₃ ∧
            (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) ∧
              p i₁ = t.orthocenter ∧ j₂ ≠ j₃ ∧ t.points j₂ = p i₂ ∧ t.points j₃ = p i₃) ∨
    Set.range p = Set.range t.points
state_after: case neg.h
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
h : t.orthocenter ∉ Set.range p
⊢ Set.range p = Set.range t.points

tactic: have hs := Set.subset_diff_singleton hps h
state_before: case neg.h
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
h : t.orthocenter ∉ Set.range p
⊢ Set.range p = Set.range t.points
state_after: case neg.h
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
h : t.orthocenter ∉ Set.range p
hs : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points) \ {t.orthocenter}
⊢ Set.range p = Set.range t.points

tactic: rw [Set.insert_diff_self_of_not_mem ho] at hs
state_before: case neg.h
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
h : t.orthocenter ∉ Set.range p
hs : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points) \ {t.orthocenter}
⊢ Set.range p = Set.range t.points
state_after: case neg.h
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
h : t.orthocenter ∉ Set.range p
hs : Set.range p ⊆ Set.range t.points
⊢ Set.range p = Set.range t.points

tactic: refine Set.eq_of_subset_of_card_le hs ?_
state_before: case neg.h
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
h : t.orthocenter ∉ Set.range p
hs : Set.range p ⊆ Set.range t.points
⊢ Set.range p = Set.range t.points
state_after: case neg.h
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
h : t.orthocenter ∉ Set.range p
hs : Set.range p ⊆ Set.range t.points
⊢ Fintype.card ↑(Set.range t.points) ≤ Fintype.card ↑(Set.range p)

tactic: rw [Set.card_range_of_injective hpi, Set.card_range_of_injective t.independent.injective]
state_before: case neg.h
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
t : Triangle ℝ P
ho : t.orthocenter ∉ Set.range t.points
p : Fin 3 → P
hps : Set.range p ⊆ insert t.orthocenter (Set.range t.points)
hpi : Function.Injective p
h : t.orthocenter ∉ Set.range p
hs : Set.range p ⊆ Set.range t.points
⊢ Fintype.card ↑(Set.range t.points) ≤ Fintype.card ↑(Set.range p)
state_after: no goals