-- Mathlib/Analysis/Convex/Side.lean
theorem wOppSide_iff_exists_left {s : AffineSubspace R P} {x y p₁ : P} (h : p₁ ∈ s) :
    s.WOppSide x y ↔ x ∈ s ∨ ∃ p₂ ∈ s, SameRay R (x -ᵥ p₁) (p₂ -ᵥ y)

Proof state:
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
⊢ s.WOppSide x y ↔ x ∈ s ∨ ∃ p₂ ∈ s, SameRay R (x -ᵥ p₁) (p₂ -ᵥ y)

Tactic:
constructor

Result:
case mp
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
⊢ s.WOppSide x y → x ∈ s ∨ ∃ p₂ ∈ s, SameRay R (x -ᵥ p₁) (p₂ -ᵥ y)

case mpr
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
⊢ (x ∈ s ∨ ∃ p₂ ∈ s, SameRay R (x -ᵥ p₁) (p₂ -ᵥ y)) → s.WOppSide x y

Proof state:
case mp.intro.intro.intro.intro.inr.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
h0 : p₂' -ᵥ y = 0
⊢ SameRay R (x -ᵥ p₁) 0

Tactic:
exact SameRay.zero_right _

Result:
no goals

Proof state:
case mpr.inr.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
h₁ : P
h₂ : h₁ ∈ s
h₃ : SameRay R (x -ᵥ p₁) (h₁ -ᵥ y)
⊢ s.WOppSide x y

Tactic:
exact ⟨p₁, h, h₁, h₂, h₃⟩

Result:
no goals

Proof state:
case mp.intro.intro.intro.intro.inr.inr.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
r₁ r₂ : R
hr₁ : 0 < r₁
hr₂ : 0 < r₂
hr : r₁ • (x -ᵥ p₁') = r₂ • (p₂' -ᵥ y)
⊢ x ∈ s ∨ ∃ p₂ ∈ s, SameRay R (x -ᵥ p₁) (p₂ -ᵥ y)

Tactic:
refine Or.inr ⟨(-r₁ / r₂) • (p₁ -ᵥ p₁') +ᵥ p₂', s.smul_vsub_vadd_mem _ h hp₁' hp₂',
  Or.inr (Or.inr ⟨r₁, r₂, hr₁, hr₂, ?_⟩)⟩

Result:
case mp.intro.intro.intro.intro.inr.inr.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
r₁ r₂ : R
hr₁ : 0 < r₁
hr₂ : 0 < r₂
hr : r₁ • (x -ᵥ p₁') = r₂ • (p₂' -ᵥ y)
⊢ r₁ • (x -ᵥ p₁) = r₂ • (((-r₁ / r₂) • (p₁ -ᵥ p₁') +ᵥ p₂') -ᵥ y)

Proof state:
case mp.intro.intro.intro.intro.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
h0 : x = p₁'
⊢ x ∈ s ∨ ∃ p₂ ∈ s, SameRay R (x -ᵥ p₁) (p₂ -ᵥ y)

Tactic:
rw [h0]

Result:
case mp.intro.intro.intro.intro.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
h0 : x = p₁'
⊢ p₁' ∈ s ∨ ∃ p₂ ∈ s, SameRay R (p₁' -ᵥ p₁) (p₂ -ᵥ y)

Proof state:
case mp.intro.intro.intro.intro.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
h0 : x = p₁'
⊢ p₁' ∈ s ∨ ∃ p₂ ∈ s, SameRay R (p₁' -ᵥ p₁) (p₂ -ᵥ y)

Tactic:
exact Or.inl hp₁'

Result:
no goals

Proof state:
case mp.intro.intro.intro.intro.inr.inr.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
r₁ r₂ : R
hr₁ : 0 < r₁
hr₂ : 0 < r₂
hr : r₁ • (x -ᵥ p₁') = r₂ • (p₂' -ᵥ y)
⊢ r₁ • (x -ᵥ p₁' - (p₁ -ᵥ p₁')) = r₂ • ((-r₁ / r₂) • (p₁ -ᵥ p₁') + (p₂' -ᵥ y))

Tactic:
linear_combination (norm := match_scalars <;> field_simp) hr

Result:
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
r₁ r₂ : R
hr₁ : 0 < r₁
hr₂ : 0 < r₂
hr : r₁ • (x -ᵥ p₁') = r₂ • (p₂' -ᵥ y)
⊢ -(r₁ * r₂) + r₂ * r₁ = 0

Proof state:
case mp.intro.intro.intro.intro.inr.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
h0 : p₂' -ᵥ y = 0
⊢ x ∈ s ∨ ∃ p₂ ∈ s, SameRay R (x -ᵥ p₁) (p₂ -ᵥ y)

Tactic:
refine Or.inr ⟨p₂', hp₂', ?_⟩

Result:
case mp.intro.intro.intro.intro.inr.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
h0 : p₂' -ᵥ y = 0
⊢ SameRay R (x -ᵥ p₁) (p₂' -ᵥ y)

Proof state:
case mp.intro.intro.intro.intro.inr.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
h0 : p₂' -ᵥ y = 0
⊢ SameRay R (x -ᵥ p₁) (p₂' -ᵥ y)

Tactic:
rw [h0]

Result:
case mp.intro.intro.intro.intro.inr.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
h0 : p₂' -ᵥ y = 0
⊢ SameRay R (x -ᵥ p₁) 0

Proof state:
case mp
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
⊢ s.WOppSide x y → x ∈ s ∨ ∃ p₂ ∈ s, SameRay R (x -ᵥ p₁) (p₂ -ᵥ y)

Tactic:
rintro ⟨p₁', hp₁', p₂', hp₂', h0 | h0 | ⟨r₁, r₂, hr₁, hr₂, hr⟩⟩

Result:
case mp.intro.intro.intro.intro.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
h0 : x -ᵥ p₁' = 0
⊢ x ∈ s ∨ ∃ p₂ ∈ s, SameRay R (x -ᵥ p₁) (p₂ -ᵥ y)

case mp.intro.intro.intro.intro.inr.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
h0 : p₂' -ᵥ y = 0
⊢ x ∈ s ∨ ∃ p₂ ∈ s, SameRay R (x -ᵥ p₁) (p₂ -ᵥ y)

case mp.intro.intro.intro.intro.inr.inr.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
p₁' : P
hp₁' : p₁' ∈ s
p₂' : P
hp₂' : p₂' ∈ s
r₁ r₂ : R
hr₁ : 0 < r₁
hr₂ : 0 < r₂
hr : r₁ • (x -ᵥ p₁') = r₂ • (p₂' -ᵥ y)
⊢ x ∈ s ∨ ∃ p₂ ∈ s, SameRay R (x -ᵥ p₁) (p₂ -ᵥ y)

Proof state:
case mpr.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
h : p₁ ∈ s
h' : x ∈ s
⊢ s.WOppSide x y

Tactic:
exact wOppSide_of_left_mem y h'

Result:
no goals