awhecmu/canonical-drafter-extract-mathlib huggingface dataset:
-- Lean 4 proof step from Mathlib.CategoryTheory.Filtered.Basic (goal)
Goal:
C : Type u
inst : Category.{v, u} C
inst_1 : IsFiltered.{v, u} C
O : Finset C
H H' : Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y))
X Y : C
mX : X ∈ O
mY : Y ∈ O
f : X ⟶ Y
nmf :
  PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
      (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
        (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
          (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))) ∉
    H'
S' : C
T' : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ S')
w' :
  ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f : X ⟶ Y},
    PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
          (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
            (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
              (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))) ∈
        H' →
      f ≫ T' mY = T' mX
mf' :
  PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
      (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
        (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
          (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))) ∈
    insert
      (PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
        (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
          (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
            (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))))
      H'
⊢ X = X ∧ Y = Y
have left : X = X
Tactic: trivial
-- Lean 4 proof step from Mathlib.CategoryTheory.Filtered.Basic (goal)
Goal:
C : Type u
inst : Category.{v, u} C
inst_1 : IsFiltered.{v, u} C
O : Finset C
H H' : Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y))
X Y : C
mX : X ∈ O
mY : Y ∈ O
f : X ⟶ Y
nmf :
  PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
      (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
        (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
          (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))) ∉
    H'
S' : C
T' : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ S')
w' :
  ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f : X ⟶ Y},
    PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
          (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
            (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
              (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))) ∈
        H' →
      f ≫ T' mY = T' mX
mf' :
  PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
      (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
        (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
          (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))) ∈
    insert
      (PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
        (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
          (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
            (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))))
      H'
left : X = X
⊢ X = X ∧ Y = Y
have right : Y = Y
Tactic: trivial
-- Lean 4 proof step from Mathlib.CategoryTheory.Filtered.Basic (goal)
Goal:
C : Type u
inst : Category.{v, u} C
inst_1 : IsFiltered.{v, u} C
O : Finset C
H : Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y))
⊢ ∃ (S : C) (T : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ S)),
    ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f : X ⟶ Y},
      PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
              (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
                (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))) ∈
          H →
        f ≫ T mY = T mX
have empty : ∃ (S : C) (T : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ S)),
  ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f : X ⟶ Y},
    Membership.mem (γ := Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y))) ∅
        (PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
          (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
            (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
              (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f)))) →
      f ≫ T mY = T mX
Tactic: induction H using Finset.induction with
  | empty =>
    obtain ⟨S, f⟩ := sup_objs_exists O
    exact ⟨S, fun mX => (f mX).some, by rintro - - - - - ⟨⟩⟩
  | insert h' H' nmf h'' =>
    obtain ⟨X, Y, mX, mY, f⟩ := h'
    obtain ⟨S', T', w'⟩ := h''
    refine ⟨coeq (f ≫ T' mY) (T' mX), fun mZ => T' mZ ≫ coeqHom (f ≫ T' mY) (T' mX), ?_⟩
    intro X' Y' mX' mY' f' mf'
    rw [← Category.assoc]
    by_cases h : X = X' ∧ Y = Y'
    · rcases h with ⟨rfl, rfl⟩
      grind [coeq_condition]
    · rw [@w' _ _ mX' mY' f' _]
      apply Finset.mem_of_mem_insert_of_ne mf'
      contrapose h
      obtain ⟨rfl, h⟩ := h
      trivial
-- Lean 4 proof step from Mathlib.CategoryTheory.Filtered.Basic (goal)
Goal:
C : Type u
inst : Category.{v, u} C
inst_1 : IsFiltered.{v, u} C
O : Finset C
H : Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y))
empty :
  ∃ (S : C) (T : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ S)),
    ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f : X ⟶ Y},
      Membership.mem (γ := Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y))) ∅
          (PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
              (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
                (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f)))) →
        f ≫ T mY = T mX
⊢ ∃ (S : C) (T : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ S)),
    ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f : X ⟶ Y},
      PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
              (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
                (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))) ∈
          H →
        f ≫ T mY = T mX
have insert : ∀ (h' : (X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y))
  (H' : Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y))) (nmf : h' ∉ H')
  (h'' :
    ∃ (S : C) (T : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ S)),
      ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f : X ⟶ Y},
        PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
              (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
                (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
                  (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))) ∈
            H' →
          f ≫ T mY = T mX),
  ∃ (S : C) (T : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ S)),
    ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f : X ⟶ Y},
      PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
              (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
                (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))) ∈
          insert h' H' →
        f ≫ T mY = T mX
Tactic: induction H using Finset.induction with
  | empty =>
    obtain ⟨S, f⟩ := sup_objs_exists O
    exact ⟨S, fun mX => (f mX).some, by rintro - - - - - ⟨⟩⟩
  | insert h' H' nmf h'' =>
    obtain ⟨X, Y, mX, mY, f⟩ := h'
    obtain ⟨S', T', w'⟩ := h''
    refine ⟨coeq (f ≫ T' mY) (T' mX), fun mZ => T' mZ ≫ coeqHom (f ≫ T' mY) (T' mX), ?_⟩
    intro X' Y' mX' mY' f' mf'
    rw [← Category.assoc]
    by_cases h : X = X' ∧ Y = Y'
    · rcases h with ⟨rfl, rfl⟩
      grind [coeq_condition]
    · rw [@w' _ _ mX' mY' f' _]
      apply Finset.mem_of_mem_insert_of_ne mf'
      contrapose h
      obtain ⟨rfl, h⟩ := h
      trivial
-- Lean 4 proof step from Mathlib.CategoryTheory.Filtered.Basic (goal)
Goal:
C : Type u
inst : Category.{v, u} C
inst_1 : IsFiltered.{v, u} C
O : Finset C
H : Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y))
⊢ ∃ (S : C) (T : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ S)),
    ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f : X ⟶ Y},
      PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
              (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
                (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))) ∈
          H →
        f ≫ T mY = T mX
have empty : ∃ (S : C) (T : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ S)),
  ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f : X ⟶ Y},
    Membership.mem (γ := Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y))) ∅
        (PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
          (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
            (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
              (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f)))) →
      f ≫ T mY = T mX
Tactic: classical
  induction H using Finset.induction with
  | empty =>
    obtain ⟨S, f⟩ := sup_objs_exists O
    exact ⟨S, fun mX => (f mX).some, by rintro - - - - - ⟨⟩⟩
  | insert h' H' nmf h'' =>
    obtain ⟨X, Y, mX, mY, f⟩ := h'
    obtain ⟨S', T', w'⟩ := h''
    refine ⟨coeq (f ≫ T' mY) (T' mX), fun mZ => T' mZ ≫ coeqHom (f ≫ T' mY) (T' mX), ?_⟩
    intro X' Y' mX' mY' f' mf'
    rw [← Category.assoc]
    by_cases h : X = X' ∧ Y = Y'
    · rcases h with ⟨rfl, rfl⟩
      grind [coeq_condition]
    · rw [@w' _ _ mX' mY' f' _]
      apply Finset.mem_of_mem_insert_of_ne mf'
      contrapose h
      obtain ⟨rfl, h⟩ := h
      trivial
-- Lean 4 proof step from Mathlib.CategoryTheory.Filtered.Basic (goal)
Goal:
C : Type u
inst : Category.{v, u} C
inst_1 : IsFiltered.{v, u} C
O : Finset C
H : Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y))
empty :
  ∃ (S : C) (T : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ S)),
    ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f : X ⟶ Y},
      Membership.mem (γ := Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y))) ∅
          (PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
              (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
                (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f)))) →
        f ≫ T mY = T mX
⊢ ∃ (S : C) (T : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ S)),
    ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f : X ⟶ Y},
      PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
              (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
                (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))) ∈
          H →
        f ≫ T mY = T mX
have insert : ∀ (h' : (X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y))
  (H' : Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y))) (nmf : h' ∉ H')
  (h'' :
    ∃ (S : C) (T : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ S)),
      ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f : X ⟶ Y},
        PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
              (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
                (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
                  (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))) ∈
            H' →
          f ≫ T mY = T mX),
  ∃ (S : C) (T : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ S)),
    ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f : X ⟶ Y},
      PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
              (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
                (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f))) ∈
          insert h' H' →
        f ≫ T mY = T mX
Tactic: classical
  induction H using Finset.induction with
  | empty =>
    obtain ⟨S, f⟩ := sup_objs_exists O
    exact ⟨S, fun mX => (f mX).some, by rintro - - - - - ⟨⟩⟩
  | insert h' H' nmf h'' =>
    obtain ⟨X, Y, mX, mY, f⟩ := h'
    obtain ⟨S', T', w'⟩ := h''
    refine ⟨coeq (f ≫ T' mY) (T' mX), fun mZ => T' mZ ≫ coeqHom (f ≫ T' mY) (T' mX), ?_⟩
    intro X' Y' mX' mY' f' mf'
    rw [← Category.assoc]
    by_cases h : X = X' ∧ Y = Y'
    · rcases h with ⟨rfl, rfl⟩
      grind [coeq_condition]
    · rw [@w' _ _ mX' mY' f' _]
      apply Finset.mem_of_mem_insert_of_ne mf'
      contrapose h
      obtain ⟨rfl, h⟩ := h
      trivial
-- Lean 4 proof step from Mathlib.CategoryTheory.Filtered.Basic (goal)
Goal:
C : Type u
inst : Category.{v, u} C
inst_1 : IsFiltered.{v, u} C
J : Type w
inst_2 : SmallCategory J
inst_3 : FinCategory J
F : Functor.{w, v, w, u} J C
O : Finset C := Finset.image F.obj Finset.univ
H : Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) :=
  Finset.biUnion Finset.univ fun (X : J) ↦
    Finset.biUnion Finset.univ fun (Y : J) ↦
      Finset.image
        (fun (f : X ⟶ Y) ↦
          PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) (F.obj X)
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : F.obj X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (F.obj X ⟶ Y)) (F.obj Y)
              (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj X ∈ O) ↦ (_ : F.obj Y ∈ O) ×' (F.obj X ⟶ F.obj Y)) ⋯
                (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj Y ∈ O) ↦ F.obj X ⟶ F.obj Y) ⋯ (F.map f)))))
        Finset.univ
⊢ Nonempty (Cocone F)
have obtain : ∀ (Z : C) (f : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ Z))
  (w :
    ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f_1 : X ⟶ Y},
      PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
              (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
                (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f_1))) ∈
          H →
        f_1 ≫ f mY = f mX),
  Nonempty (Cocone F)
Tactic: obtain ⟨Z, f, w⟩ := sup_exists O H
-- Lean 4 proof step from Mathlib.CategoryTheory.Filtered.Basic (goal)
Goal:
C : Type u
inst : Category.{v, u} C
inst_1 : IsFiltered.{v, u} C
J : Type w
inst_2 : SmallCategory J
inst_3 : FinCategory J
F : Functor.{w, v, w, u} J C
O : Finset C := Finset.image F.obj Finset.univ
H : Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) :=
  Finset.biUnion Finset.univ fun (X : J) ↦
    Finset.biUnion Finset.univ fun (Y : J) ↦
      Finset.image
        (fun (f : X ⟶ Y) ↦
          PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) (F.obj X)
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : F.obj X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (F.obj X ⟶ Y)) (F.obj Y)
              (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj X ∈ O) ↦ (_ : F.obj Y ∈ O) ×' (F.obj X ⟶ F.obj Y)) ⋯
                (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj Y ∈ O) ↦ F.obj X ⟶ F.obj Y) ⋯ (F.map f)))))
        Finset.univ
Z : C
f : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ Z)
w :
  ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f_1 : X ⟶ Y},
    PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
          (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
            (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
              (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f_1))) ∈
        H →
      f_1 ≫ f mY = f mX
⊢ Nonempty (Cocone F)
have refine : ∀ ⦃X Y : J⦄ (f_1 : X ⟶ Y),
  Eq (α := F.obj X ⟶ Functor.obj.{w, v, w, u} (Functor.obj (Functor.const J) Z) Y)
    (F.map f_1 ≫ (fun (X : J) ↦ (f sorry : F.obj X ⟶ Z)) Y)
    ((fun (X : J) ↦ (f sorry : F.obj X ⟶ Z)) X ≫ Functor.map (Functor.obj (Functor.const J) Z) f_1)
Tactic: refine ⟨⟨Z, ⟨fun X => f (by simp [O]), ?_⟩⟩⟩
-- Lean 4 proof step from Mathlib.CategoryTheory.Filtered.Basic (goal)
Goal:
C : Type u
inst : Category.{v, u} C
inst_1 : IsFiltered.{v, u} C
J : Type w
inst_2 : SmallCategory J
inst_3 : FinCategory J
F : Functor.{w, v, w, u} J C
O : Finset C := Finset.image F.obj Finset.univ
H : Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) :=
  Finset.biUnion Finset.univ fun (X : J) ↦
    Finset.biUnion Finset.univ fun (Y : J) ↦
      Finset.image
        (fun (f : X ⟶ Y) ↦
          PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) (F.obj X)
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : F.obj X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (F.obj X ⟶ Y)) (F.obj Y)
              (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj X ∈ O) ↦ (_ : F.obj Y ∈ O) ×' (F.obj X ⟶ F.obj Y)) ⋯
                (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj Y ∈ O) ↦ F.obj X ⟶ F.obj Y) ⋯ (F.map f)))))
        Finset.univ
Z : C
f : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ Z)
w :
  ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f_1 : X ⟶ Y},
    PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
          (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
            (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
              (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f_1))) ∈
        H →
      f_1 ≫ f mY = f mX
j j' : J
g : j ⟶ j'
⊢ Eq (α := F.obj j ⟶ Functor.obj.{w, v, w, u} (Functor.obj (Functor.const J) Z) j')
    (F.map g ≫ (fun (X : J) ↦ (f ⋯ : F.obj X ⟶ Z)) j')
    ((fun (X : J) ↦ (f ⋯ : F.obj X ⟶ Z)) j ≫ Functor.map (Functor.obj (Functor.const J) Z) g)
have dsimp : F.map g ≫ f sorry = f sorry ≫ 𝟙 Z
Tactic: dsimp
-- Lean 4 proof step from Mathlib.CategoryTheory.Filtered.Basic (goal)
Goal:
C : Type u
inst : Category.{v, u} C
inst_1 : IsFiltered.{v, u} C
J : Type w
inst_2 : SmallCategory J
inst_3 : FinCategory J
F : Functor.{w, v, w, u} J C
O : Finset C := Finset.image F.obj Finset.univ
H : Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) :=
  Finset.biUnion Finset.univ fun (X : J) ↦
    Finset.biUnion Finset.univ fun (Y : J) ↦
      Finset.image
        (fun (f : X ⟶ Y) ↦
          PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) (F.obj X)
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : F.obj X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (F.obj X ⟶ Y)) (F.obj Y)
              (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj X ∈ O) ↦ (_ : F.obj Y ∈ O) ×' (F.obj X ⟶ F.obj Y)) ⋯
                (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj Y ∈ O) ↦ F.obj X ⟶ F.obj Y) ⋯ (F.map f)))))
        Finset.univ
Z : C
f : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ Z)
w :
  ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f_1 : X ⟶ Y},
    PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
          (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
            (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
              (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f_1))) ∈
        H →
      f_1 ≫ f mY = f mX
j j' : J
g : j ⟶ j'
⊢ F.map g ≫ f ⋯ = f ⋯ ≫ 𝟙 Z
have simp : F.map g ≫ f sorry = f sorry
Tactic: simp only [Category.comp_id]
-- Lean 4 proof step from Mathlib.CategoryTheory.Filtered.Basic (goal)
Goal:
C : Type u
inst : Category.{v, u} C
inst_1 : IsFiltered.{v, u} C
J : Type w
inst_2 : SmallCategory J
inst_3 : FinCategory J
F : Functor.{w, v, w, u} J C
O : Finset C := Finset.image F.obj Finset.univ
H : Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) :=
  Finset.biUnion Finset.univ fun (X : J) ↦
    Finset.biUnion Finset.univ fun (Y : J) ↦
      Finset.image
        (fun (f : X ⟶ Y) ↦
          PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) (F.obj X)
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : F.obj X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (F.obj X ⟶ Y)) (F.obj Y)
              (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj X ∈ O) ↦ (_ : F.obj Y ∈ O) ×' (F.obj X ⟶ F.obj Y)) ⋯
                (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj Y ∈ O) ↦ F.obj X ⟶ F.obj Y) ⋯ (F.map f)))))
        Finset.univ
Z : C
f : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ Z)
w :
  ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f_1 : X ⟶ Y},
    PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
          (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
            (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
              (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f_1))) ∈
        H →
      f_1 ≫ f mY = f mX
j j' : J
g : j ⟶ j'
⊢ F.map g ≫ f ⋯ = f ⋯
have a : PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) (F.obj j)
    (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : F.obj j ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (F.obj j ⟶ Y)) (F.obj j')
      (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj j ∈ O) ↦ (_ : F.obj j' ∈ O) ×' (F.obj j ⟶ F.obj j')) sorry
        (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj j' ∈ O) ↦ F.obj j ⟶ F.obj j') sorry (F.map g)))) ∈
  H
Tactic: apply w
-- Lean 4 proof step from Mathlib.CategoryTheory.Filtered.Basic (goal)
Goal:
C : Type u
inst : Category.{v, u} C
inst_1 : IsFiltered.{v, u} C
J : Type w
inst_2 : SmallCategory J
inst_3 : FinCategory J
F : Functor.{w, v, w, u} J C
O : Finset C := Finset.image F.obj Finset.univ
H : Finset ((X : C) ×' (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) :=
  Finset.biUnion Finset.univ fun (X : J) ↦
    Finset.biUnion Finset.univ fun (Y : J) ↦
      Finset.image
        (fun (f : X ⟶ Y) ↦
          PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) (F.obj X)
            (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : F.obj X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (F.obj X ⟶ Y)) (F.obj Y)
              (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj X ∈ O) ↦ (_ : F.obj Y ∈ O) ×' (F.obj X ⟶ F.obj Y)) ⋯
                (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj Y ∈ O) ↦ F.obj X ⟶ F.obj Y) ⋯ (F.map f)))))
        Finset.univ
Z : C
f : {X : C} → X ∈ O → (X ⟶ Z)
w :
  ∀ {X Y : C} (mX : X ∈ O) (mY : Y ∈ O) {f_1 : X ⟶ Y},
    PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) X
          (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) Y
            (PSigma.mk (β := fun (x : X ∈ O) ↦ (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) mX
              (PSigma.mk (β := fun (x : Y ∈ O) ↦ X ⟶ Y) mY f_1))) ∈
        H →
      f_1 ≫ f mY = f mX
j j' : J
g : j ⟶ j'
⊢ PSigma.mk (β := fun (X : C) ↦ (Y : C) ×' (_ : X ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (X ⟶ Y)) (F.obj j)
      (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦ (_ : F.obj j ∈ O) ×' (_ : Y ∈ O) ×' (F.obj j ⟶ Y)) (F.obj j')
        (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj j ∈ O) ↦ (_ : F.obj j' ∈ O) ×' (F.obj j ⟶ F.obj j')) ⋯
          (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj j' ∈ O) ↦ F.obj j ⟶ F.obj j') ⋯ (F.map g)))) ∈
    H
have a : ∃ (a : J),
  F.obj a = F.obj j ∧
    ∃ (x : J) (x_1 : a ⟶ x),
      HEq (α :=
        (Y : C) ×'
          (_ : F.obj a ∈ Finset.image F.obj Finset.univ) ×' (_ : Y ∈ Finset.image F.obj Finset.univ) ×' (F.obj a ⟶ Y))
        (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦
          (_ : F.obj a ∈ Finset.image F.obj Finset.univ) ×' (_ : Y ∈ Finset.image F.obj Finset.univ) ×' (F.obj a ⟶ Y))
          (F.obj x)
          (PSigma.mk (β := fun (x_2 : F.obj a ∈ Finset.image F.obj Finset.univ) ↦
            (_ : F.obj x ∈ Finset.image F.obj Finset.univ) ×' (F.obj a ⟶ F.obj x)) sorry
            (PSigma.mk (β := fun (x_2 : F.obj x ∈ Finset.image F.obj Finset.univ) ↦ F.obj a ⟶ F.obj x) sorry (F.map x_1))))
        (β :=
        (Y : C) ×'
          (_ : F.obj j ∈ Finset.image F.obj Finset.univ) ×' (_ : Y ∈ Finset.image F.obj Finset.univ) ×' (F.obj j ⟶ Y))
        (PSigma.mk (β := fun (Y : C) ↦
          (_ : F.obj j ∈ Finset.image F.obj Finset.univ) ×' (_ : Y ∈ Finset.image F.obj Finset.univ) ×' (F.obj j ⟶ Y))
          (F.obj j')
          (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj j ∈ Finset.image F.obj Finset.univ) ↦
            (_ : F.obj j' ∈ Finset.image F.obj Finset.univ) ×' (F.obj j ⟶ F.obj j')) sorry
            (PSigma.mk (β := fun (x : F.obj j' ∈ Finset.image F.obj Finset.univ) ↦ F.obj j ⟶ F.obj j') sorry (F.map g))))
Tactic: simp only [O, H, Finset.mem_biUnion, Finset.mem_univ, Finset.mem_image, PSigma.mk.injEq,
    true_and, exists_and_left]