-- Mathlib/Analysis/SpecialFunctions/Complex/Arg.lean
theorem arg_conj (x : ℂ) : arg (conj x) = if arg x = π then π else -arg x

Proof state:
case inr.inr.inl
x : ℂ
hr : 0 < x.re
hi : x.im < 0
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

Tactic:
simp [hr, hr.le, hi.ne]

Result:
no goals

Proof state:
case inr.inl.inr.inl
x : ℂ
hr : x.re = 0
hi : x.im = 0
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

Tactic:
simp [hr]

Result:
no goals

Proof state:
case inl.inr.inl
x : ℂ
hr : x.re < 0
hi : x.im = 0
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

Tactic:
simp [hr, hr.not_le, hi]

Result:
no goals

Proof state:
case inr.inl.inl
x : ℂ
hr : x.re = 0
hi : x.im < 0
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

Tactic:
simp [hr]

Result:
no goals

Proof state:
case inr.inl.inr.inr
x : ℂ
hr : x.re = 0
hi : 0 < x.im
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

Tactic:
simp [hr]

Result:
no goals

Proof state:
case inl.inl
x : ℂ
hr : x.re < 0
hi : x.im < 0
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

Tactic:
simp [hr, hr.not_le, hi.le, hi.ne, not_le.2 hi, add_comm]

Result:
no goals

Proof state:
x : ℂ
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

Tactic:
rcases lt_trichotomy x.re 0 with (hr | hr | hr) <;>
  rcases lt_trichotomy x.im 0 with (hi | hi | hi)

Result:
case inl.inl
x : ℂ
hr : x.re < 0
hi : x.im < 0
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

case inl.inr.inl
x : ℂ
hr : x.re < 0
hi : x.im = 0
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

case inl.inr.inr
x : ℂ
hr : x.re < 0
hi : 0 < x.im
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

case inr.inl.inl
x : ℂ
hr : x.re = 0
hi : x.im < 0
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

case inr.inl.inr.inl
x : ℂ
hr : x.re = 0
hi : x.im = 0
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

case inr.inl.inr.inr
x : ℂ
hr : x.re = 0
hi : 0 < x.im
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

case inr.inr.inl
x : ℂ
hr : 0 < x.re
hi : x.im < 0
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

case inr.inr.inr.inl
x : ℂ
hr : 0 < x.re
hi : x.im = 0
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

case inr.inr.inr.inr
x : ℂ
hr : 0 < x.re
hi : 0 < x.im
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

Proof state:
x : ℂ
⊢ ((starRingEnd ℂ) x).arg = if x.arg = π then π else -x.arg

Tactic:
simp_rw [arg_eq_pi_iff, arg, neg_im, conj_im, conj_re, norm_conj, neg_div, neg_neg,
  Real.arcsin_neg]

Result:
x : ℂ
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

Proof state:
case inr.inr.inr.inr
x : ℂ
hr : 0 < x.re
hi : 0 < x.im
⊢ (if 0 ≤ x.re then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
    else if 0 ≤ -x.im then Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π) =
    if x.re < 0 ∧ x.im = 0 then π
    else
      -if 0 ≤ x.re then Real.arcsin (x.im / ‖x‖)
        else if 0 ≤ x.im then -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) + π else -Real.arcsin (x.im / ‖x‖) - π

Tactic:
simp [hr, hr.le, hr.le.not_lt]

Result:
no goals