-- Mathlib/LinearAlgebra/Ray.lean
theorem sameRay_or_sameRay_neg_iff_not_linearIndependent {x y : M} :
    SameRay R x y ∨ SameRay R x (-y) ↔ ¬LinearIndependent R ![x, y]

Proof state:
case neg.refine_2.intro.intro.inr.inr.inr.inr
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
m : Fin (Nat.succ 0).succ → R
hm : m 0 • x = -(m 1 • y)
hmne : ∃ i, m i ≠ 0
hm0 : 0 < m 0
hm1 : 0 < m 1
⊢ SameRay R x y ∨ SameRay R x (-y)

Tactic:
refine Or.inr (Or.inr (Or.inr ⟨m 0, m 1, hm0, hm1, ?_⟩))

Result:
case neg.refine_2.intro.intro.inr.inr.inr.inr
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
m : Fin (Nat.succ 0).succ → R
hm : m 0 • x = -(m 1 • y)
hmne : ∃ i, m i ≠ 0
hm0 : 0 < m 0
hm1 : 0 < m 1
⊢ m 0 • x = m 1 • -y

Proof state:
case neg.refine_2
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
h : ∃ g, ∑ i : Fin (Nat.succ 0).succ, g i • ![x, y] i = 0 ∧ ∃ i, g i ≠ 0
⊢ SameRay R x y ∨ SameRay R x (-y)

Tactic:
rcases h with ⟨m, hm, hmne⟩

Result:
case neg.refine_2.intro.intro
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
m : Fin (Nat.succ 0).succ → R
hm : ∑ i : Fin (Nat.succ 0).succ, m i • ![x, y] i = 0
hmne : ∃ i, m i ≠ 0
⊢ SameRay R x y ∨ SameRay R x (-y)

Proof state:
case neg.refine_1
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
h : SameRay R x y ∨ SameRay R x (-y)
⊢ ∃ g, ∑ i : Fin (Nat.succ 0).succ, g i • ![x, y] i = 0 ∧ ∃ i, g i ≠ 0

Tactic:
rcases h with ((hx0 | hy0 | ⟨r₁, r₂, hr₁, _, h⟩) | (hx0 | hy0 | ⟨r₁, r₂, hr₁, _, h⟩))

Result:
case neg.refine_1.inl.inl
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
hx0 : x = 0
⊢ ∃ g, ∑ i : Fin (Nat.succ 0).succ, g i • ![x, y] i = 0 ∧ ∃ i, g i ≠ 0

case neg.refine_1.inl.inr.inl
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
hy0 : y = 0
⊢ ∃ g, ∑ i : Fin (Nat.succ 0).succ, g i • ![x, y] i = 0 ∧ ∃ i, g i ≠ 0

case neg.refine_1.inl.inr.inr.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
r₁ r₂ : R
hr₁ : 0 < r₁
left✝ : 0 < r₂
h : r₁ • x = r₂ • y
⊢ ∃ g, ∑ i : Fin (Nat.succ 0).succ, g i • ![x, y] i = 0 ∧ ∃ i, g i ≠ 0

case neg.refine_1.inr.inl
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
hx0 : x = 0
⊢ ∃ g, ∑ i : Fin (Nat.succ 0).succ, g i • ![x, y] i = 0 ∧ ∃ i, g i ≠ 0

case neg.refine_1.inr.inr.inl
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
hy0 : -y = 0
⊢ ∃ g, ∑ i : Fin (Nat.succ 0).succ, g i • ![x, y] i = 0 ∧ ∃ i, g i ≠ 0

case neg.refine_1.inr.inr.inr.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
r₁ r₂ : R
hr₁ : 0 < r₁
left✝ : 0 < r₂
h : r₁ • x = r₂ • -y
⊢ ∃ g, ∑ i : Fin (Nat.succ 0).succ, g i • ![x, y] i = 0 ∧ ∃ i, g i ≠ 0

Proof state:
case neg
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
⊢ SameRay R x y ∨ SameRay R x (-y) ↔ ¬LinearIndependent R ![x, y]

Tactic:
by_cases hy : y = 0

Result:
case pos
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : y = 0
⊢ SameRay R x y ∨ SameRay R x (-y) ↔ ¬LinearIndependent R ![x, y]

case neg
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
⊢ SameRay R x y ∨ SameRay R x (-y) ↔ ¬LinearIndependent R ![x, y]

Proof state:
case neg.refine_1.inl.inr.inr.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
r₁ r₂ : R
hr₁ : 0 < r₁
left✝ : 0 < r₂
h : r₁ • x = r₂ • y
⊢ ![r₁, -r₂] 0 • ![x, y] 0 + ![r₁, -r₂] 1 • ![x, y] 1 = 0 ∧ (![r₁, -r₂] 0 ≠ 0 ∨ ![r₁, -r₂] 1 ≠ 0)

Tactic:
simp [h, hr₁.ne.symm]

Result:
no goals

Proof state:
case neg.refine_2.intro.intro
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
m : Fin (Nat.succ 0).succ → R
hm : ∑ i : Fin (Nat.succ 0).succ, m i • ![x, y] i = 0
hmne : ∃ i, m i ≠ 0
⊢ SameRay R x y ∨ SameRay R x (-y)

Tactic:
rw [Fin.sum_univ_two, add_eq_zero_iff_eq_neg, Matrix.cons_val_zero,
  Matrix.cons_val_one, Matrix.head_cons] at hm

Result:
case neg.refine_2.intro.intro
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
m : Fin (Nat.succ 0).succ → R
hm : m 0 • x = -(m 1 • y)
hmne : ∃ i, m i ≠ 0
⊢ SameRay R x y ∨ SameRay R x (-y)

Proof state:
case neg.refine_2.intro.intro.inr.inr.inr.inl
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
m : Fin (Nat.succ 0).succ → R
hm : m 0 • x = -(m 1 • y)
hmne : ∃ i, m i ≠ 0
hm0 : 0 < m 0
hm1 : m 1 = 0
⊢ SameRay R x y ∨ SameRay R x (-y)

Tactic:
exfalso

Result:
case neg.refine_2.intro.intro.inr.inr.inr.inl
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
m : Fin (Nat.succ 0).succ → R
hm : m 0 • x = -(m 1 • y)
hmne : ∃ i, m i ≠ 0
hm0 : 0 < m 0
hm1 : m 1 = 0
⊢ False

Proof state:
case neg.refine_2.intro.intro.inr.inr.inl
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
m : Fin (Nat.succ 0).succ → R
hm : m 0 • x = -(m 1 • y)
hmne : ∃ i, m i ≠ 0
hm0 : 0 < m 0
hm1 : m 1 < 0
⊢ SameRay R x y ∨ SameRay R x (-y)

Tactic:
refine Or.inl (Or.inr (Or.inr ⟨m 0, -m 1, hm0, Left.neg_pos_iff.2 hm1, ?_⟩))

Result:
case neg.refine_2.intro.intro.inr.inr.inl
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
m : Fin (Nat.succ 0).succ → R
hm : m 0 • x = -(m 1 • y)
hmne : ∃ i, m i ≠ 0
hm0 : 0 < m 0
hm1 : m 1 < 0
⊢ m 0 • x = -m 1 • y

Proof state:
case neg.refine_2.intro.intro.inl.inr.inr
R : Type u_1
inst✝³ : LinearOrderedCommRing R
M : Type u_2
inst✝² : AddCommGroup M
inst✝¹ : Module R M
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R M
x y : M
hx : ¬x = 0
hy : ¬y = 0
m : Fin (Nat.succ 0).succ → R
hm : m 0 • x = -(m 1 • y)
hmne : ∃ i, m i ≠ 0
hm0 : m 0 < 0
hm1 : 0 < m 1
⊢ -m 0 • x = m 1 • y

Tactic:
linear_combination (norm := module) -hm

Result:
no goals