-- Mathlib/LinearAlgebra/AffineSpace/Independent.lean
theorem affineIndependent_iff_linearIndependent_vsub (p : ι → P) (i1 : ι) :
    AffineIndependent k p ↔ LinearIndependent k fun i : { x // x ≠ i1 } => (p i -ᵥ p i1 : V)

Proof state:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
i1 : ι
h : AffineIndependent k p
s : Finset { x // x ≠ i1 }
g : { x // x ≠ i1 } → k
hg : ∑ i ∈ s, g i • (p ↑i -ᵥ p i1) = 0
i : { x // x ≠ i1 }
hi : i ∈ s
f : ι → k := fun x => if hx : x = i1 then -∑ y ∈ s, g y else g ⟨x, hx⟩
hfdef : f = fun x => if hx : x = i1 then -∑ y ∈ s, g y else g ⟨x, hx⟩
s2 : Finset ι := insert i1 (map (Embedding.subtype fun x => x ≠ i1) s)
hfg : ∀ (x : { x // x ≠ i1 }), g x = f ↑x
⊢ (if hx : i1 = i1 then -∑ y ∈ s, g y else g ⟨i1, hx⟩) + ∑ x ∈ s, g x = 0

Tactic:
rw [dif_pos rfl]

Result:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
i1 : ι
h : AffineIndependent k p
s : Finset { x // x ≠ i1 }
g : { x // x ≠ i1 } → k
hg : ∑ i ∈ s, g i • (p ↑i -ᵥ p i1) = 0
i : { x // x ≠ i1 }
hi : i ∈ s
f : ι → k := fun x => if hx : x = i1 then -∑ y ∈ s, g y else g ⟨x, hx⟩
hfdef : f = fun x => if hx : x = i1 then -∑ y ∈ s, g y else g ⟨x, hx⟩
s2 : Finset ι := insert i1 (map (Embedding.subtype fun x => x ≠ i1) s)
hfg : ∀ (x : { x // x ≠ i1 }), g x = f ↑x
⊢ -∑ y ∈ s, g y + ∑ x ∈ s, g x = 0

Proof state:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
i1 : ι
h : AffineIndependent k p
s : Finset { x // x ≠ i1 }
g : { x // x ≠ i1 } → k
i : { x // x ≠ i1 }
hi : i ∈ s
f : ι → k := fun x => if hx : x = i1 then -∑ y ∈ s, g y else g ⟨x, hx⟩
hfdef : f = fun x => if hx : x = i1 then -∑ y ∈ s, g y else g ⟨x, hx⟩
s2 : Finset ι := insert i1 (map (Embedding.subtype fun x => x ≠ i1) s)
hfg : ∀ (x : { x // x ≠ i1 }), g x = f ↑x
hf : ∑ ι ∈ s2, f ι = 0
f2 : ι → V := fun x => f x • (p x -ᵥ p i1)
hf2def : f2 = fun x => f x • (p x -ᵥ p i1)
g2 : { x // x ≠ i1 } → V := fun x => g x • (p ↑x -ᵥ p i1)
hg : s.sum g2 = 0
⊢ (s2.weightedVSub p) f = 0

Tactic:
have hf2g2 : ∀ x : { x // x ≠ i1 }, f2 x = g2 x := by
  simp only [g2, hf2def]
  refine fun x => ?_
  rw [hfg]

Result:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
i1 : ι
h : AffineIndependent k p
s : Finset { x // x ≠ i1 }
g : { x // x ≠ i1 } → k
i : { x // x ≠ i1 }
hi : i ∈ s
f : ι → k := fun x => if hx : x = i1 then -∑ y ∈ s, g y else g ⟨x, hx⟩
hfdef : f = fun x => if hx : x = i1 then -∑ y ∈ s, g y else g ⟨x, hx⟩
s2 : Finset ι := insert i1 (map (Embedding.subtype fun x => x ≠ i1) s)
hfg : ∀ (x : { x // x ≠ i1 }), g x = f ↑x
hf : ∑ ι ∈ s2, f ι = 0
f2 : ι → V := fun x => f x • (p x -ᵥ p i1)
hf2def : f2 = fun x => f x • (p x -ᵥ p i1)
g2 : { x // x ≠ i1 } → V := fun x => g x • (p ↑x -ᵥ p i1)
hg : s.sum g2 = 0
hf2g2 : ∀ (x : { x // x ≠ i1 }), f2 ↑x = g2 x
⊢ (s2.weightedVSub p) f = 0

Proof state:
case mpr
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
i1 : ι
h : ∀ (s : Finset { x // x ≠ i1 }) (g : { x // x ≠ i1 } → k), ∑ i ∈ s, g i • (p ↑i -ᵥ p i1) = 0 → ∀ i ∈ s, g i = 0
s : Finset ι
w : ι → k
hw : ∑ i ∈ s, w i = 0
hs : (s.weightedVSub p) w = 0
i : ι
hi : i ∈ s
⊢ w i = 0

Tactic:
rw [Finset.weightedVSub_eq_weightedVSubOfPoint_of_sum_eq_zero s w p hw (p i1), ←
  s.weightedVSubOfPoint_erase w p i1, Finset.weightedVSubOfPoint_apply] at hs

Result:
case mpr
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
i1 : ι
h : ∀ (s : Finset { x // x ≠ i1 }) (g : { x // x ≠ i1 } → k), ∑ i ∈ s, g i • (p ↑i -ᵥ p i1) = 0 → ∀ i ∈ s, g i = 0
s : Finset ι
w : ι → k
hw : ∑ i ∈ s, w i = 0
hs : ∑ i ∈ s.erase i1, w i • (p i -ᵥ p i1) = 0
i : ι
hi : i ∈ s
⊢ w i = 0

Proof state:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
i1 : ι
⊢ AffineIndependent k p ↔ LinearIndependent k fun i => p ↑i -ᵥ p i1

Tactic:
constructor

Result:
case mp
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
i1 : ι
⊢ AffineIndependent k p → LinearIndependent k fun i => p ↑i -ᵥ p i1

case mpr
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
i1 : ι
⊢ (LinearIndependent k fun i => p ↑i -ᵥ p i1) → AffineIndependent k p

Proof state:
case mpr
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
i1 : ι
h : LinearIndependent k fun i => p ↑i -ᵥ p i1
⊢ AffineIndependent k p

Tactic:
rw [linearIndependent_iff'] at h

Result:
case mpr
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
i1 : ι
h : ∀ (s : Finset { x // x ≠ i1 }) (g : { x // x ≠ i1 } → k), ∑ i ∈ s, g i • (p ↑i -ᵥ p i1) = 0 → ∀ i ∈ s, g i = 0
⊢ AffineIndependent k p

Proof state:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
i1 : ι
h : ∀ (s : Finset { x // x ≠ i1 }) (g : { x // x ≠ i1 } → k), ∑ i ∈ s, g i • (p ↑i -ᵥ p i1) = 0 → ∀ i ∈ s, g i = 0
s : Finset ι
w : ι → k
hw : ∑ i ∈ s, w i = 0
hs : ∑ i ∈ s.erase i1, w i • (p i -ᵥ p i1) = 0
i : ι
hi : i ∈ s
f : ι → V := fun i => w i • (p i -ᵥ p i1)
⊢ ∑ i ∈ Finset.subtype (fun i => i ≠ i1) (s.erase i1), f ↑i = ∑ i ∈ s.erase i1, w i • (p i -ᵥ p i1)

Tactic:
convert Finset.sum_subtype_of_mem f fun x => Finset.ne_of_mem_erase

Result:
no goals

Proof state:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
i1 : ι
h : AffineIndependent k p
s : Finset { x // x ≠ i1 }
g : { x // x ≠ i1 } → k
hg : ∑ i ∈ s, g i • (p ↑i -ᵥ p i1) = 0
i : { x // x ≠ i1 }
hi : i ∈ s
f : ι → k := fun x => if hx : x = i1 then -∑ y ∈ s, g y else g ⟨x, hx⟩
hfdef : f = fun x => if hx : x = i1 then -∑ y ∈ s, g y else g ⟨x, hx⟩
s2 : Finset ι := insert i1 (map (Embedding.subtype fun x => x ≠ i1) s)
hfg : ∀ (x : { x // x ≠ i1 }), g x = f ↑x
hf : ∑ ι ∈ s2, f ι = 0
f2 : ι → V := fun x => f x • (p x -ᵥ p i1)
hf2def : f2 = fun x => f x • (p x -ᵥ p i1)
⊢ (s2.weightedVSub p) f = 0

Tactic:
set g2 : { x // x ≠ i1 } → V := fun x => g x • (p x -ᵥ p i1)

Result:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
i1 : ι
h : AffineIndependent k p
s : Finset { x // x ≠ i1 }
g : { x // x ≠ i1 } → k
i : { x // x ≠ i1 }
hi : i ∈ s
f : ι → k := fun x => if hx : x = i1 then -∑ y ∈ s, g y else g ⟨x, hx⟩
hfdef : f = fun x => if hx : x = i1 then -∑ y ∈ s, g y else g ⟨x, hx⟩
s2 : Finset ι := insert i1 (map (Embedding.subtype fun x => x ≠ i1) s)
hfg : ∀ (x : { x // x ≠ i1 }), g x = f ↑x
hf : ∑ ι ∈ s2, f ι = 0
f2 : ι → V := fun x => f x • (p x -ᵥ p i1)
hf2def : f2 = fun x => f x • (p x -ᵥ p i1)
g2 : { x // x ≠ i1 } → V := fun x => g x • (p ↑x -ᵥ p i1)
hg : s.sum g2 = 0
⊢ (s2.weightedVSub p) f = 0