Theorem: Set.InjOn.exists_mem_nhdsSet
File: Mathlib/Topology/Separation.lean

tactic: rw [← eventually_nhdsSet_iff_forall, sc.nhdsSet_prod_eq sc] at this
state_before: X✝ : Type u_1
Y✝ : Type u_2
inst✝⁴ : TopologicalSpace X✝
inst✝³ : FirstCountableTopology X✝
X : Type u_3
Y : Type u_4
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : T2Space Y
f : X → Y
s : Set X
inj : InjOn f s
sc : IsCompact s
fc : ∀ x ∈ s, ContinuousAt f x
loc : ∀ x ∈ s, ∃ u ∈ 𝓝 x, InjOn f u
this : ∀ x ∈ s ×ˢ s, ∀ᶠ (y : X × X) in 𝓝 x, f y.1 = f y.2 → y.1 = y.2
⊢ ∃ t ∈ 𝓝ˢ s, InjOn f t
state_after: X✝ : Type u_1
Y✝ : Type u_2
inst✝⁴ : TopologicalSpace X✝
inst✝³ : FirstCountableTopology X✝
X : Type u_3
Y : Type u_4
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : T2Space Y
f : X → Y
s : Set X
inj : InjOn f s
sc : IsCompact s
fc : ∀ x ∈ s, ContinuousAt f x
loc : ∀ x ∈ s, ∃ u ∈ 𝓝 x, InjOn f u
this : ∀ᶠ (x : X × X) in 𝓝ˢ s ×ˢ 𝓝ˢ s, f x.1 = f x.2 → x.1 = x.2
⊢ ∃ t ∈ 𝓝ˢ s, InjOn f t

tactic: exact eventually_prod_self_iff.1 this
state_before: X✝ : Type u_1
Y✝ : Type u_2
inst✝⁴ : TopologicalSpace X✝
inst✝³ : FirstCountableTopology X✝
X : Type u_3
Y : Type u_4
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : T2Space Y
f : X → Y
s : Set X
inj : InjOn f s
sc : IsCompact s
fc : ∀ x ∈ s, ContinuousAt f x
loc : ∀ x ∈ s, ∃ u ∈ 𝓝 x, InjOn f u
this : ∀ᶠ (x : X × X) in 𝓝ˢ s ×ˢ 𝓝ˢ s, f x.1 = f x.2 → x.1 = x.2
⊢ ∃ t ∈ 𝓝ˢ s, InjOn f t
state_after: no goals

tactic: rcases eq_or_ne x y with rfl | hne
state_before: X✝ : Type u_1
Y✝ : Type u_2
inst✝⁴ : TopologicalSpace X✝
inst✝³ : FirstCountableTopology X✝
X : Type u_3
Y : Type u_4
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : T2Space Y
f : X → Y
s : Set X
inj : InjOn f s
sc : IsCompact s
fc : ∀ x ∈ s, ContinuousAt f x
loc : ∀ x ∈ s, ∃ u ∈ 𝓝 x, InjOn f u
x✝¹ : X × X
x y : X
x✝ : (x, y) ∈ s ×ˢ s
hx : (x, y).1 ∈ s
hy : (x, y).2 ∈ s
⊢ ∀ᶠ (y : X × X) in 𝓝 (x, y), f y.1 = f y.2 → y.1 = y.2
state_after: case inl
X✝ : Type u_1
Y✝ : Type u_2
inst✝⁴ : TopologicalSpace X✝
inst✝³ : FirstCountableTopology X✝
X : Type u_3
Y : Type u_4
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : T2Space Y
f : X → Y
s : Set X
inj : InjOn f s
sc : IsCompact s
fc : ∀ x ∈ s, ContinuousAt f x
loc : ∀ x ∈ s, ∃ u ∈ 𝓝 x, InjOn f u
x✝¹ : X × X
x : X
x✝ : (x, x) ∈ s ×ˢ s
hx : (x, x).1 ∈ s
hy : (x, x).2 ∈ s
⊢ ∀ᶠ (y : X × X) in 𝓝 (x, x), f y.1 = f y.2 → y.1 = y.2

case inr
X✝ : Type u_1
Y✝ : Type u_2
inst✝⁴ : TopologicalSpace X✝
inst✝³ : FirstCountableTopology X✝
X : Type u_3
Y : Type u_4
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : T2Space Y
f : X → Y
s : Set X
inj : InjOn f s
sc : IsCompact s
fc : ∀ x ∈ s, ContinuousAt f x
loc : ∀ x ∈ s, ∃ u ∈ 𝓝 x, InjOn f u
x✝¹ : X × X
x y : X
x✝ : (x, y) ∈ s ×ˢ s
hx : (x, y).1 ∈ s
hy : (x, y).2 ∈ s
hne : x ≠ y
⊢ ∀ᶠ (y : X × X) in 𝓝 (x, y), f y.1 = f y.2 → y.1 = y.2

tactic: rcases loc x hx with ⟨u, hu, hf⟩
state_before: case inl
X✝ : Type u_1
Y✝ : Type u_2
inst✝⁴ : TopologicalSpace X✝
inst✝³ : FirstCountableTopology X✝
X : Type u_3
Y : Type u_4
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : T2Space Y
f : X → Y
s : Set X
inj : InjOn f s
sc : IsCompact s
fc : ∀ x ∈ s, ContinuousAt f x
loc : ∀ x ∈ s, ∃ u ∈ 𝓝 x, InjOn f u
x✝¹ : X × X
x : X
x✝ : (x, x) ∈ s ×ˢ s
hx : (x, x).1 ∈ s
hy : (x, x).2 ∈ s
⊢ ∀ᶠ (y : X × X) in 𝓝 (x, x), f y.1 = f y.2 → y.1 = y.2
state_after: case inl.intro.intro
X✝ : Type u_1
Y✝ : Type u_2
inst✝⁴ : TopologicalSpace X✝
inst✝³ : FirstCountableTopology X✝
X : Type u_3
Y : Type u_4
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : T2Space Y
f : X → Y
s : Set X
inj : InjOn f s
sc : IsCompact s
fc : ∀ x ∈ s, ContinuousAt f x
loc : ∀ x ∈ s, ∃ u ∈ 𝓝 x, InjOn f u
x✝¹ : X × X
x : X
x✝ : (x, x) ∈ s ×ˢ s
hx : (x, x).1 ∈ s
hy : (x, x).2 ∈ s
u : Set X
hu : u ∈ 𝓝 x
hf : InjOn f u
⊢ ∀ᶠ (y : X × X) in 𝓝 (x, x), f y.1 = f y.2 → y.1 = y.2

tactic: exact Filter.mem_of_superset (prod_mem_nhds hu hu) <| forall_prod_set.2 hf
state_before: case inl.intro.intro
X✝ : Type u_1
Y✝ : Type u_2
inst✝⁴ : TopologicalSpace X✝
inst✝³ : FirstCountableTopology X✝
X : Type u_3
Y : Type u_4
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : T2Space Y
f : X → Y
s : Set X
inj : InjOn f s
sc : IsCompact s
fc : ∀ x ∈ s, ContinuousAt f x
loc : ∀ x ∈ s, ∃ u ∈ 𝓝 x, InjOn f u
x✝¹ : X × X
x : X
x✝ : (x, x) ∈ s ×ˢ s
hx : (x, x).1 ∈ s
hy : (x, x).2 ∈ s
u : Set X
hu : u ∈ 𝓝 x
hf : InjOn f u
⊢ ∀ᶠ (y : X × X) in 𝓝 (x, x), f y.1 = f y.2 → y.1 = y.2
state_after: no goals

tactic: suffices ∀ᶠ z in 𝓝 (x, y), f z.1 ≠ f z.2 from this.mono fun _ hne h ↦ absurd h hne
state_before: case inr
X✝ : Type u_1
Y✝ : Type u_2
inst✝⁴ : TopologicalSpace X✝
inst✝³ : FirstCountableTopology X✝
X : Type u_3
Y : Type u_4
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : T2Space Y
f : X → Y
s : Set X
inj : InjOn f s
sc : IsCompact s
fc : ∀ x ∈ s, ContinuousAt f x
loc : ∀ x ∈ s, ∃ u ∈ 𝓝 x, InjOn f u
x✝¹ : X × X
x y : X
x✝ : (x, y) ∈ s ×ˢ s
hx : (x, y).1 ∈ s
hy : (x, y).2 ∈ s
hne : x ≠ y
⊢ ∀ᶠ (y : X × X) in 𝓝 (x, y), f y.1 = f y.2 → y.1 = y.2
state_after: case inr
X✝ : Type u_1
Y✝ : Type u_2
inst✝⁴ : TopologicalSpace X✝
inst✝³ : FirstCountableTopology X✝
X : Type u_3
Y : Type u_4
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : T2Space Y
f : X → Y
s : Set X
inj : InjOn f s
sc : IsCompact s
fc : ∀ x ∈ s, ContinuousAt f x
loc : ∀ x ∈ s, ∃ u ∈ 𝓝 x, InjOn f u
x✝¹ : X × X
x y : X
x✝ : (x, y) ∈ s ×ˢ s
hx : (x, y).1 ∈ s
hy : (x, y).2 ∈ s
hne : x ≠ y
⊢ ∀ᶠ (z : X × X) in 𝓝 (x, y), f z.1 ≠ f z.2

tactic: refine (fc x hx).prod_map' (fc y hy) <| isClosed_diagonal.isOpen_compl.mem_nhds ?_
state_before: case inr
X✝ : Type u_1
Y✝ : Type u_2
inst✝⁴ : TopologicalSpace X✝
inst✝³ : FirstCountableTopology X✝
X : Type u_3
Y : Type u_4
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : T2Space Y
f : X → Y
s : Set X
inj : InjOn f s
sc : IsCompact s
fc : ∀ x ∈ s, ContinuousAt f x
loc : ∀ x ∈ s, ∃ u ∈ 𝓝 x, InjOn f u
x✝¹ : X × X
x y : X
x✝ : (x, y) ∈ s ×ˢ s
hx : (x, y).1 ∈ s
hy : (x, y).2 ∈ s
hne : x ≠ y
⊢ ∀ᶠ (z : X × X) in 𝓝 (x, y), f z.1 ≠ f z.2
state_after: case inr
X✝ : Type u_1
Y✝ : Type u_2
inst✝⁴ : TopologicalSpace X✝
inst✝³ : FirstCountableTopology X✝
X : Type u_3
Y : Type u_4
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : T2Space Y
f : X → Y
s : Set X
inj : InjOn f s
sc : IsCompact s
fc : ∀ x ∈ s, ContinuousAt f x
loc : ∀ x ∈ s, ∃ u ∈ 𝓝 x, InjOn f u
x✝¹ : X × X
x y : X
x✝ : (x, y) ∈ s ×ˢ s
hx : (x, y).1 ∈ s
hy : (x, y).2 ∈ s
hne : x ≠ y
⊢ (fun p => (f p.1, f p.2)) (x, y) ∈ (diagonal Y)ᶜ

tactic: exact inj.ne hx hy hne
state_before: case inr
X✝ : Type u_1
Y✝ : Type u_2
inst✝⁴ : TopologicalSpace X✝
inst✝³ : FirstCountableTopology X✝
X : Type u_3
Y : Type u_4
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : TopologicalSpace Y
inst✝ : T2Space Y
f : X → Y
s : Set X
inj : InjOn f s
sc : IsCompact s
fc : ∀ x ∈ s, ContinuousAt f x
loc : ∀ x ∈ s, ∃ u ∈ 𝓝 x, InjOn f u
x✝¹ : X × X
x y : X
x✝ : (x, y) ∈ s ×ˢ s
hx : (x, y).1 ∈ s
hy : (x, y).2 ∈ s
hne : x ≠ y
⊢ (fun p => (f p.1, f p.2)) (x, y) ∈ (diagonal Y)ᶜ
state_after: no goals