-- Mathlib/GroupTheory/PushoutI.lean
theorem inf_of_range_eq_base_range
    (hφ : ∀ i, Injective (φ i)) {i j : ι} (hij : i ≠ j) :
    (of i).range ⊓ (of j).range = (base φ).range :=
  le_antisymm
    (by
      intro x ⟨⟨g₁, hg₁⟩, ⟨g₂, hg₂⟩⟩
      by_contra hx
      have hx1 : x ≠ 1

Proof state:
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
x : PushoutI φ
g₁ : G i
hg₁ : (of i) g₁ = x
g₂ : G j
hg₂ : (of j) g₂ = x
hx : ¬x ∈ (base φ).range
hx1 : x ≠ 1
hg₁1 : g₁ ≠ 1
hg₂1 : g₂ ≠ 1
hg₁r : g₁ ∉ (φ i).range
hg₂r : g₂ ∉ (φ j).range
⊢ False

Tactic:
let w : Word G := ⟨[⟨_, g₁⟩, ⟨_, g₂⁻¹⟩], by simp_all, by simp_all⟩

Result:
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
x : PushoutI φ
g₁ : G i
hg₁ : (of i) g₁ = x
g₂ : G j
hg₂ : (of j) g₂ = x
hx : ¬x ∈ (base φ).range
hx1 : x ≠ 1
hg₁1 : g₁ ≠ 1
hg₂1 : g₂ ≠ 1
hg₁r : g₁ ∉ (φ i).range
hg₂r : g₂ ∉ (φ j).range
w : Word G := { toList := [⟨i, g₁⟩, ⟨j, g₂⁻¹⟩], ne_one := ⋯, chain_ne := ⋯ }
⊢ False

Proof state:
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
x : PushoutI φ
g₁ : G i
hg₁ : (of i) g₁ = x
g₂ : G j
hg₂ : (of j) g₂ = x
hx : ¬x ∈ (base φ).range
hx1 : x ≠ 1
hg₁1 : g₁ ≠ 1
hg₂1 : g₂ ≠ 1
⊢ False

Tactic:
have hg₁r : g₁ ∉ (φ i).range := by
  rintro ⟨y, rfl⟩
  subst hg₁
  exact hx (of_apply_eq_base φ i y ▸ MonoidHom.mem_range.2 ⟨y, rfl⟩)

Result:
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
x : PushoutI φ
g₁ : G i
hg₁ : (of i) g₁ = x
g₂ : G j
hg₂ : (of j) g₂ = x
hx : ¬x ∈ (base φ).range
hx1 : x ≠ 1
hg₁1 : g₁ ≠ 1
hg₂1 : g₂ ≠ 1
hg₁r : g₁ ∉ (φ i).range
⊢ False

Proof state:
case intro
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
h : H
⊢ ((of j).comp (φ j)) h ∈ (of j).range

Tactic:
exact MonoidHom.mem_range.2 ⟨φ j h, rfl⟩

Result:
no goals

Proof state:
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
x : PushoutI φ
g₁ : G i
hg₁ : (of i) g₁ = x
g₂ : G j
hg₂ : (of j) g₂ = x
hx : ¬x ∈ (base φ).range
hx1 : x ≠ 1
hg₁1 : g₁ ≠ 1
hg₂1 : g₂ ≠ 1
⊢ g₁ ∉ (φ i).range

Tactic:
rintro ⟨y, rfl⟩

Result:
case intro
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
x : PushoutI φ
g₂ : G j
hg₂ : (of j) g₂ = x
hx : ¬x ∈ (base φ).range
hx1 : x ≠ 1
hg₂1 : g₂ ≠ 1
y : H
hg₁ : (of i) ((φ i) y) = x
hg₁1 : (φ i) y ≠ 1
⊢ False

Proof state:
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
⊢ (base φ).range ≤ (of i).range

Tactic:
rw [← of_comp_eq_base i]

Result:
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
⊢ ((of i).comp (φ i)).range ≤ (of i).range

Proof state:
case intro
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
x : PushoutI φ
g₁ : G i
hg₁ : (of i) g₁ = x
hx : ¬x ∈ (base φ).range
hx1 : x ≠ 1
hg₁1 : g₁ ≠ 1
hg₁r : g₁ ∉ (φ i).range
y : H
hg₂ : (of j) ((φ j) y) = x
hg₂1 : (φ j) y ≠ 1
⊢ False

Tactic:
subst hg₂

Result:
case intro
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
g₁ : G i
hg₁1 : g₁ ≠ 1
hg₁r : g₁ ∉ (φ i).range
y : H
hg₂1 : (φ j) y ≠ 1
hg₁ : (of i) g₁ = (of j) ((φ j) y)
hx : ¬(of j) ((φ j) y) ∈ (base φ).range
hx1 : (of j) ((φ j) y) ≠ 1
⊢ False

Proof state:
case intro
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
h : H
⊢ ((of i).comp (φ i)) h ∈ (of i).range

Tactic:
exact MonoidHom.mem_range.2 ⟨φ i h, rfl⟩

Result:
no goals

Proof state:
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
x : PushoutI φ
g₁ : G i
hg₁ : (of i) g₁ = x
g₂ : G j
hg₂ : (of j) g₂ = x
⊢ x ∈ (base φ).range

Tactic:
by_contra hx

Result:
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
x : PushoutI φ
g₁ : G i
hg₁ : (of i) g₁ = x
g₂ : G j
hg₂ : (of j) g₂ = x
hx : ¬x ∈ (base φ).range
⊢ False

Proof state:
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
x : PushoutI φ
g₁ : G i
hg₁ : (of i) g₁ = x
g₂ : G j
hg₂ : (of j) g₂ = x
hx : ¬x ∈ (base φ).range
hx1 : x ≠ 1
hg₁1 : g₁ ≠ 1
hg₂1 : g₂ ≠ 1
hg₁r : g₁ ∉ (φ i).range
hg₂r : g₂ ∉ (φ j).range
w : Word G := { toList := [⟨i, g₁⟩, ⟨j, g₂⁻¹⟩], ne_one := ⋯, chain_ne := ⋯ }
⊢ False

Tactic:
have hw : Reduced φ w := by
  simp only [w, not_exists, ne_eq, Reduced, List.find?, List.mem_cons,
    List.mem_singleton, forall_eq_or_imp, not_false_eq_true, forall_const, forall_eq,
    true_and, hg₁r, hg₂r, List.mem_nil_iff, false_imp_iff, imp_true_iff, and_true,
    inv_mem_iff]

Result:
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
x : PushoutI φ
g₁ : G i
hg₁ : (of i) g₁ = x
g₂ : G j
hg₂ : (of j) g₂ = x
hx : ¬x ∈ (base φ).range
hx1 : x ≠ 1
hg₁1 : g₁ ≠ 1
hg₂1 : g₂ ≠ 1
hg₁r : g₁ ∉ (φ i).range
hg₂r : g₂ ∉ (φ j).range
w : Word G := { toList := [⟨i, g₁⟩, ⟨j, g₂⁻¹⟩], ne_one := ⋯, chain_ne := ⋯ }
hw : Reduced φ w
⊢ False

Proof state:
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
⊢ ((of j).comp (φ j)).range ≤ (of j).range

Tactic:
rintro _ ⟨h, rfl⟩

Result:
case intro
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
h : H
⊢ ((of j).comp (φ j)) h ∈ (of j).range

Proof state:
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
g₁ : G i
g₂ : G j
hg₁ : (of i) g₁ = 1
hg₂ : (of j) g₂ = 1
hx : ¬1 ∈ (base φ).range
⊢ False

Tactic:
simp_all only [ne_eq, one_mem, not_true_eq_false]

Result:
no goals

Proof state:
case intro
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
x : PushoutI φ
g₂ : G j
hg₂ : (of j) g₂ = x
hx : ¬x ∈ (base φ).range
hx1 : x ≠ 1
hg₂1 : g₂ ≠ 1
y : H
hg₁ : (of i) ((φ i) y) = x
hg₁1 : (φ i) y ≠ 1
⊢ False

Tactic:
subst hg₁

Result:
case intro
ι : Type u_1
G : ι → Type u_2
H : Type u_3
inst✝¹ : (i : ι) → Group (G i)
inst✝ : Group H
φ : (i : ι) → H →* G i
hφ : ∀ (i : ι), Injective ⇑(φ i)
i j : ι
hij : i ≠ j
g₂ : G j
hg₂1 : g₂ ≠ 1
y : H
hg₁1 : (φ i) y ≠ 1
hg₂ : (of j) g₂ = (of i) ((φ i) y)
hx : ¬(of i) ((φ i) y) ∈ (base φ).range
hx1 : (of i) ((φ i) y) ≠ 1
⊢ False