-- Mathlib/Topology/Metrizable/Uniformity.lean
theorem le_two_mul_dist_ofPreNNDist (d : X → X → ℝ≥0) (dist_self : ∀ x, d x x = 0)
    (dist_comm : ∀ x y, d x y = d y x)
    (hd : ∀ x₁ x₂ x₃ x₄, d x₁ x₄ ≤ 2 * max (d x₁ x₂) (max (d x₂ x₃) (d x₃ x₄))) (x y : X) :
    ↑(d x y) ≤ 2 * @dist X
      (@PseudoMetricSpace.toDist X (PseudoMetricSpace.ofPreNNDist d dist_self dist_comm)) x y

Proof state:
case h
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
n : ℕ
ihn : ∀ m < n, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
x y : X
l : List X
hn : l.length = n
⊢ d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum

Tactic:
subst n

Result:
case h
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
⊢ d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum

Proof state:
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
x y : X
l : List X
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
⊢ ∀ (n : ℕ), l.length = n → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum

Tactic:
intro n hn

Result:
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
x y : X
l : List X
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
n : ℕ
hn : l.length = n
⊢ d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum

Proof state:
case intro.intro.refine_1.zero
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
hMl : 0 ≤ l.length
hMs : IsGreatest s 0
hM_lt : 0 < L.length
hM_ltx : 0 < (x :: l).length
hM_lty : 0 < (l ++ [y]).length
⊢ d x (x :: l)[0] ≤ L.sum

Tactic:
simp [dist_self, List.get]

Result:
no goals

Proof state:
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
⊢ ∃ M ≤ l.length, IsGreatest s M

Tactic:
have hs_ub : length l ∈ upperBounds s := by
  intro m hm
  rw [← not_lt, Nat.lt_iff_add_one_le, ← hL_len]
  intro hLm
  rw [mem_setOf_eq, take_of_length_le hLm, two_mul, add_le_iff_nonpos_left, nonpos_iff_eq_zero,
      sum_eq_zero_iff, ← forall_iff_forall_mem, forall_zipWith,
      ← chain_append_singleton_iff_forall₂]
      at hm <;>
    [skip; simp]
  exact hd₀ (hm.rel (mem_append.2 <| Or.inr <| mem_singleton_self _))

Result:
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
hs_ub : l.length ∈ upperBounds s
⊢ ∃ M ≤ l.length, IsGreatest s M

Proof state:
case intro.intro
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
M : ℕ
hMl : M ≤ l.length
hMs : IsGreatest s M
hM_lt : M < L.length
⊢ ∃ z z', d x z ≤ L.sum ∧ d z z' ≤ L.sum ∧ d z' y ≤ L.sum

Tactic:
have hM_ltx : M < length (x::l) := lt_length_left_of_zipWith hM_lt

Result:
case intro.intro
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
M : ℕ
hMl : M ≤ l.length
hMs : IsGreatest s M
hM_lt : M < L.length
hM_ltx : M < (x :: l).length
⊢ ∃ z z', d x z ≤ L.sum ∧ d z z' ≤ L.sum ∧ d z' y ≤ L.sum

Proof state:
case intro.intro.refine_1.succ
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
M : ℕ
hMl : M < l.length
hMs : IsGreatest s (M + 1)
hM_lt : M + 1 < L.length
hM_ltx : M + 1 < (x :: l).length
hM_lty : M + 1 < (l ++ [y]).length
hMl' : (take M l).length = M
⊢ 2 * (zipWith d (x :: take M l) (take M l ++ [(x :: l)[M + 1]])).sum ≤ L.sum

Tactic:
convert hMs.1.out

Result:
case h.e'_3.h.e'_6.h.e'_4
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
M : ℕ
hMl : M < l.length
hMs : IsGreatest s (M + 1)
hM_lt : M + 1 < L.length
hM_ltx : M + 1 < (x :: l).length
hM_lty : M + 1 < (l ++ [y]).length
hMl' : (take M l).length = M
⊢ zipWith d (x :: take M l) (take M l ++ [(x :: l)[M + 1]]) = take (M + 1) L