Theorem: Filter.exists_subset_subsingleton_mem_of_forall_separating
File: Mathlib/Order/Filter/CountableSeparatingOn.lean

tactic: rcases h.1 with ⟨S, hSc, hSp, hS⟩
state_before: α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s
hs : s ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
⊢ ∃ t ⊆ s, t.Subsingleton ∧ t ∈ l
state_after: case intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s
hs : s ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ s, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
⊢ ∃ t ⊆ s, t.Subsingleton ∧ t ∈ l

tactic: refine ⟨s ∩ ⋂₀ (S ∩ l.sets) ∩ ⋂ (U ∈ S) (_ : Uᶜ ∈ l), Uᶜ, ?_, ?_, ?_⟩
state_before: case intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s
hs : s ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ s, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
⊢ ∃ t ⊆ s, t.Subsingleton ∧ t ∈ l
state_after: case intro.intro.intro.refine_1
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s
hs : s ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ s, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
⊢ s ∩ ⋂₀ (S ∩ l.sets) ∩ ⋂ U ∈ S, ⋂ (_ : Uᶜ ∈ l), Uᶜ ⊆ s

case intro.intro.intro.refine_2
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s
hs : s ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ s, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
⊢ (s ∩ ⋂₀ (S ∩ l.sets) ∩ ⋂ U ∈ S, ⋂ (_ : Uᶜ ∈ l), Uᶜ).Subsingleton

case intro.intro.intro.refine_3
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s
hs : s ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ s, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
⊢ s ∩ ⋂₀ (S ∩ l.sets) ∩ ⋂ U ∈ S, ⋂ (_ : Uᶜ ∈ l), Uᶜ ∈ l

tactic: exact fun _ h ↦ h.1.1
state_before: case intro.intro.intro.refine_1
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s
hs : s ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ s, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
⊢ s ∩ ⋂₀ (S ∩ l.sets) ∩ ⋂ U ∈ S, ⋂ (_ : Uᶜ ∈ l), Uᶜ ⊆ s
state_after: no goals

tactic: intro x hx y hy
state_before: case intro.intro.intro.refine_2
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s
hs : s ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ s, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
⊢ (s ∩ ⋂₀ (S ∩ l.sets) ∩ ⋂ U ∈ S, ⋂ (_ : Uᶜ ∈ l), Uᶜ).Subsingleton
state_after: case intro.intro.intro.refine_2
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s
hs : s ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ s, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
x : α
hx : x ∈ s ∩ ⋂₀ (S ∩ l.sets) ∩ ⋂ U ∈ S, ⋂ (_ : Uᶜ ∈ l), Uᶜ
y : α
hy : y ∈ s ∩ ⋂₀ (S ∩ l.sets) ∩ ⋂ U ∈ S, ⋂ (_ : Uᶜ ∈ l), Uᶜ
⊢ x = y

tactic: simp only [mem_sInter, mem_inter_iff, mem_iInter, mem_compl_iff] at hx hy
state_before: case intro.intro.intro.refine_2
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s
hs : s ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ s, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
x : α
hx : x ∈ s ∩ ⋂₀ (S ∩ l.sets) ∩ ⋂ U ∈ S, ⋂ (_ : Uᶜ ∈ l), Uᶜ
y : α
hy : y ∈ s ∩ ⋂₀ (S ∩ l.sets) ∩ ⋂ U ∈ S, ⋂ (_ : Uᶜ ∈ l), Uᶜ
⊢ x = y
state_after: case intro.intro.intro.refine_2
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s
hs : s ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ s, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
x y : α
hx : (x ∈ s ∧ ∀ (t : Set α), t ∈ S ∧ t ∈ l.sets → x ∈ t) ∧ ∀ i ∈ S, iᶜ ∈ l → x ∉ i
hy : (y ∈ s ∧ ∀ (t : Set α), t ∈ S ∧ t ∈ l.sets → y ∈ t) ∧ ∀ i ∈ S, iᶜ ∈ l → y ∉ i
⊢ x = y

tactic: refine hS x hx.1.1 y hy.1.1 (fun s hsS ↦ ?_)
state_before: case intro.intro.intro.refine_2
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s
hs : s ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ s, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
x y : α
hx : (x ∈ s ∧ ∀ (t : Set α), t ∈ S ∧ t ∈ l.sets → x ∈ t) ∧ ∀ i ∈ S, iᶜ ∈ l → x ∉ i
hy : (y ∈ s ∧ ∀ (t : Set α), t ∈ S ∧ t ∈ l.sets → y ∈ t) ∧ ∀ i ∈ S, iᶜ ∈ l → y ∉ i
⊢ x = y
state_after: case intro.intro.intro.refine_2
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s✝ : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s✝
hs : s✝ ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s✝, ∀ y ∈ s✝, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
x y : α
hx : (x ∈ s✝ ∧ ∀ (t : Set α), t ∈ S ∧ t ∈ l.sets → x ∈ t) ∧ ∀ i ∈ S, iᶜ ∈ l → x ∉ i
hy : (y ∈ s✝ ∧ ∀ (t : Set α), t ∈ S ∧ t ∈ l.sets → y ∈ t) ∧ ∀ i ∈ S, iᶜ ∈ l → y ∉ i
s : Set α
hsS : s ∈ S
⊢ x ∈ s ↔ y ∈ s

tactic: cases hl s (hSp s hsS) with
| inl hsl => simp only [hx.1.2 s ⟨hsS, hsl⟩, hy.1.2 s ⟨hsS, hsl⟩]
| inr hsl => simp only [hx.2 s hsS hsl, hy.2 s hsS hsl]
state_before: case intro.intro.intro.refine_2
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s✝ : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s✝
hs : s✝ ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s✝, ∀ y ∈ s✝, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
x y : α
hx : (x ∈ s✝ ∧ ∀ (t : Set α), t ∈ S ∧ t ∈ l.sets → x ∈ t) ∧ ∀ i ∈ S, iᶜ ∈ l → x ∉ i
hy : (y ∈ s✝ ∧ ∀ (t : Set α), t ∈ S ∧ t ∈ l.sets → y ∈ t) ∧ ∀ i ∈ S, iᶜ ∈ l → y ∉ i
s : Set α
hsS : s ∈ S
⊢ x ∈ s ↔ y ∈ s
state_after: no goals

tactic: simp only [hx.1.2 s ⟨hsS, hsl⟩, hy.1.2 s ⟨hsS, hsl⟩]
state_before: case intro.intro.intro.refine_2.inl
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s✝ : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s✝
hs : s✝ ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s✝, ∀ y ∈ s✝, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
x y : α
hx : (x ∈ s✝ ∧ ∀ (t : Set α), t ∈ S ∧ t ∈ l.sets → x ∈ t) ∧ ∀ i ∈ S, iᶜ ∈ l → x ∉ i
hy : (y ∈ s✝ ∧ ∀ (t : Set α), t ∈ S ∧ t ∈ l.sets → y ∈ t) ∧ ∀ i ∈ S, iᶜ ∈ l → y ∉ i
s : Set α
hsS : s ∈ S
hsl : s ∈ l
⊢ x ∈ s ↔ y ∈ s
state_after: no goals

tactic: simp only [hx.2 s hsS hsl, hy.2 s hsS hsl]
state_before: case intro.intro.intro.refine_2.inr
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s✝ : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s✝
hs : s✝ ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s✝, ∀ y ∈ s✝, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
x y : α
hx : (x ∈ s✝ ∧ ∀ (t : Set α), t ∈ S ∧ t ∈ l.sets → x ∈ t) ∧ ∀ i ∈ S, iᶜ ∈ l → x ∉ i
hy : (y ∈ s✝ ∧ ∀ (t : Set α), t ∈ S ∧ t ∈ l.sets → y ∈ t) ∧ ∀ i ∈ S, iᶜ ∈ l → y ∉ i
s : Set α
hsS : s ∈ S
hsl : sᶜ ∈ l
⊢ x ∈ s ↔ y ∈ s
state_after: no goals

tactic: exact inter_mem
  (inter_mem hs ((countable_sInter_mem (hSc.mono inter_subset_left)).2 fun _ h ↦ h.2))
  ((countable_bInter_mem hSc).2 fun U hU ↦ iInter_mem.2 id)
state_before: case intro.intro.intro.refine_3
α : Type u_1
β : Type u_2
l : Filter α
inst✝ : CountableInterFilter l
f g : α → β
p : Set α → Prop
s : Set α
h : HasCountableSeparatingOn α p s
hs : s ∈ l
hl : ∀ (U : Set α), p U → U ∈ l ∨ Uᶜ ∈ l
S : Set (Set α)
hSc : S.Countable
hSp : ∀ s ∈ S, p s
hS : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ s, (∀ s ∈ S, x ∈ s ↔ y ∈ s) → x = y
⊢ s ∩ ⋂₀ (S ∩ l.sets) ∩ ⋂ U ∈ S, ⋂ (_ : Uᶜ ∈ l), Uᶜ ∈ l
state_after: no goals