Theorem: LO.FirstOrder.Arith.Model.domain_graph (Arithmetization/ISigmaOne/HFS/Basic.lean)

State before:
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
⊢ u = domain s → ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
Tactic:
rintro rfl x _
State after:
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
s x : M
a✝ : x < domain s + s
⊢ x ∈ domain s ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫

State before:
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
s x : M
a✝ : x < domain s + s
⊢ x ∈ domain s ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
Tactic:
simp [mem_domain_iff]
State after:
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
s x : M
a✝ : x < domain s + s
⊢ (∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s) ↔ ∃ y < s, ⟪x, y⟫ ∈ s

State before:
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
s x : M
a✝ : x < domain s + s
⊢ (∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s) ↔ ∃ y < s, ⟪x, y⟫ ∈ s
Tactic:
exact ⟨by rintro ⟨y, hy⟩; exact ⟨y, lt_of_le_of_lt (le_pair_right x y) (lt_of_mem hy), hy⟩, by
  rintro ⟨y, _, hy⟩; exact ⟨y, hy⟩⟩
State after:
no goals

State before:
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
s x : M
a✝ : x < domain s + s
⊢ (∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s) → ∃ y < s, ⟪x, y⟫ ∈ s
Tactic:
rintro ⟨y, hy⟩
State after:
case intro
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
s x : M
a✝ : x < domain s + s
y : M
hy : ⟪x, y⟫ ∈ s
⊢ ∃ y < s, ⟪x, y⟫ ∈ s

State before:
case intro
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
s x : M
a✝ : x < domain s + s
y : M
hy : ⟪x, y⟫ ∈ s
⊢ ∃ y < s, ⟪x, y⟫ ∈ s
Tactic:
exact ⟨y, lt_of_le_of_lt (le_pair_right x y) (lt_of_mem hy), hy⟩
State after:
no goals

State before:
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
s x : M
a✝ : x < domain s + s
⊢ (∃ y < s, ⟪x, y⟫ ∈ s) → ∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s
Tactic:
rintro ⟨y, _, hy⟩
State after:
case intro.intro
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
s x : M
a✝ : x < domain s + s
y : M
left✝ : y < s
hy : ⟪x, y⟫ ∈ s
⊢ ∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s

State before:
case intro.intro
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
s x : M
a✝ : x < domain s + s
y : M
left✝ : y < s
hy : ⟪x, y⟫ ∈ s
⊢ ∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s
Tactic:
exact ⟨y, hy⟩
State after:
no goals

State before:
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
⊢ (∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫) → u = domain s
Tactic:
intro h
State after:
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
⊢ u = domain s

State before:
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
⊢ u = domain s
Tactic:
apply mem_ext
State after:
case h
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
⊢ ∀ (i : M), i ∈ u ↔ i ∈ domain s

State before:
case h
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
⊢ ∀ (i : M), i ∈ u ↔ i ∈ domain s
Tactic:
intro x
State after:
case h
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x : M
⊢ x ∈ u ↔ x ∈ domain s

State before:
case h
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x : M
⊢ x ∈ u ↔ x ∈ domain s
Tactic:
simp [mem_domain_iff]
State after:
case h
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x : M
⊢ x ∈ u ↔ ∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s

State before:
case h
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x : M
⊢ x ∈ u ↔ ∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s
Tactic:
constructor
State after:
case h.mp
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x : M
⊢ x ∈ u → ∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s

case h.mpr
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x : M
⊢ (∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s) → x ∈ u

State before:
case h.mp
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x : M
⊢ x ∈ u → ∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s
Tactic:
intro hx
State after:
case h.mp
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x : M
hx : x ∈ u
⊢ ∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s

State before:
case h.mp
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x : M
hx : x ∈ u
⊢ ∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s
Tactic:
rcases h x (lt_of_lt_of_le (lt_of_mem hx) (by simp)) |>.mp hx with ⟨y, _, _, hy, rfl⟩
State after:
case h.mp.intro.intro.intro.intro
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x : M
hx : x ∈ u
y : M
left✝ : y < s
hy : ⟪x, y⟫ ∈ s
⊢ ∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s

State before:
case h.mp.intro.intro.intro.intro
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x : M
hx : x ∈ u
y : M
left✝ : y < s
hy : ⟪x, y⟫ ∈ s
⊢ ∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s
Tactic:
exact ⟨y, hy⟩
State after:
no goals

State before:
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x : M
hx : x ∈ u
⊢ u ≤ u + s
Tactic:
simp
State after:
no goals

State before:
case h.mpr
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x : M
⊢ (∃ y, ⟪x, y⟫ ∈ s) → x ∈ u
Tactic:
rintro ⟨y, hy⟩
State after:
case h.mpr.intro
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x y : M
hy : ⟪x, y⟫ ∈ s
⊢ x ∈ u

State before:
case h.mpr.intro
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x y : M
hy : ⟪x, y⟫ ∈ s
⊢ x ∈ u
Tactic:
exact h x (lt_of_lt_of_le (lt_of_le_of_lt (le_pair_left x y) (lt_of_mem hy)) (by simp))
  |>.mpr ⟨y, lt_of_le_of_lt (le_pair_right x y) (lt_of_mem hy), _, hy, rfl⟩
State after:
no goals

State before:
M : Type u_1
inst✝⁵ : Zero M
inst✝⁴ : One M
inst✝³ : Add M
inst✝² : Mul M
inst✝¹ : LT M
inst✝ : M ⊧ₘ* 𝐈𝚺₁
u s : M
h : ∀ x < u + s, x ∈ u ↔ ∃ y < s, ∃ z ∈ s, z = ⟪x, y⟫
x y : M
hy : ⟪x, y⟫ ∈ s
⊢ s ≤ u + s
Tactic:
simp
State after:
no goals