-- Mathlib/GroupTheory/Perm/List.lean
theorem formPerm_ext_iff {x y x' y' : α} {l l' : List α} (hd : Nodup (x :: y :: l))
    (hd' : Nodup (x' :: y' :: l')) :
    formPerm (x :: y :: l) = formPerm (x' :: y' :: l') ↔ (x :: y :: l) ~r (x' :: y' :: l')

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
hd' : (x' :: y' :: l').Nodup
h : (x :: y :: l).formPerm = (x' :: y' :: l').formPerm
⊢ x :: y :: l ~r x' :: y' :: l'

Tactic:
rw [Equiv.Perm.ext_iff] at h

Result:
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
hd' : (x' :: y' :: l').Nodup
h : ∀ (x_1 : α), (x :: y :: l).formPerm x_1 = (x' :: y' :: l').formPerm x_1
⊢ x :: y :: l ~r x' :: y' :: l'

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
h : ∀ (x_1 : α), (x :: y :: l).formPerm x_1 = (x' :: y' :: l').formPerm x_1
hd' : ¬(x' = y' ∨ x' ∈ l') ∧ y' ∉ l' ∧ l'.Nodup
⊢ y' ≠ x'

Tactic:
push_neg at hd'

Result:
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
h : ∀ (x_1 : α), (x :: y :: l).formPerm x_1 = (x' :: y' :: l').formPerm x_1
hd' : (x' ≠ y' ∧ x' ∉ l') ∧ y' ∉ l' ∧ l'.Nodup
⊢ y' ≠ x'

Proof state:
case h.h
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
hd' : (x' :: y' :: l').Nodup
h : ∀ (x_1 : α), (x :: y :: l).formPerm x_1 = (x' :: y' :: l').formPerm x_1
hx : x' ∈ x :: y :: l
n : ℕ
hn : n < (x :: y :: l).length
hx' : (x :: y :: l).get ⟨n, hn⟩ = x'
hl : (x :: y :: l).length = (x' :: y' :: l').length
k : ℕ
hk : k < ((x :: y :: l).rotate n).length
hk' : k < (x' :: y' :: l').length
⊢ ((x :: y :: l).rotate n)[k] = (x' :: y' :: l')[k]

Tactic:
rw [getElem_rotate]

Result:
case h.h
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
hd' : (x' :: y' :: l').Nodup
h : ∀ (x_1 : α), (x :: y :: l).formPerm x_1 = (x' :: y' :: l').formPerm x_1
hx : x' ∈ x :: y :: l
n : ℕ
hn : n < (x :: y :: l).length
hx' : (x :: y :: l).get ⟨n, hn⟩ = x'
hl : (x :: y :: l).length = (x' :: y' :: l').length
k : ℕ
hk : k < ((x :: y :: l).rotate n).length
hk' : k < (x' :: y' :: l').length
⊢ (x :: y :: l)[(k + n) % (x :: y :: l).length] = (x' :: y' :: l')[k]

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
h : ∀ (x_1 : α), (x :: y :: l).formPerm x_1 = (x' :: y' :: l').formPerm x_1
hd' : (x' ≠ y' ∧ x' ∉ l') ∧ y' ∉ l' ∧ l'.Nodup
⊢ y' ≠ x'

Tactic:
exact hd'.left.left.symm

Result:
no goals

Proof state:
case h.h.zero
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
hd' : (x' :: y' :: l').Nodup
h : ∀ (x_1 : α), (x :: y :: l).formPerm x_1 = (x' :: y' :: l').formPerm x_1
hx : x' ∈ x :: y :: l
n : ℕ
hn : n < (x :: y :: l).length
hx' : (x :: y :: l).get ⟨n, hn⟩ = x'
hl : (x :: y :: l).length = (x' :: y' :: l').length
hk : 0 < ((x :: y :: l).rotate n).length
hk' : 0 < (x' :: y' :: l').length
⊢ (x :: y :: l)[(0 + n) % (x :: y :: l).length] = (x :: y :: l).get ⟨n, hn⟩

Tactic:
congr

Result:
case h.h.zero.e_i
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
hd' : (x' :: y' :: l').Nodup
h : ∀ (x_1 : α), (x :: y :: l).formPerm x_1 = (x' :: y' :: l').formPerm x_1
hx : x' ∈ x :: y :: l
n : ℕ
hn : n < (x :: y :: l).length
hx' : (x :: y :: l).get ⟨n, hn⟩ = x'
hl : (x :: y :: l).length = (x' :: y' :: l').length
hk : 0 < ((x :: y :: l).rotate n).length
hk' : 0 < (x' :: y' :: l').length
⊢ (0 + n) % (x :: y :: l).length = n

Proof state:
case h.h.zero
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
hd' : (x' :: y' :: l').Nodup
h : ∀ (x_1 : α), (x :: y :: l).formPerm x_1 = (x' :: y' :: l').formPerm x_1
hx : x' ∈ x :: y :: l
n : ℕ
hn : n < (x :: y :: l).length
hx' : (x :: y :: l).get ⟨n, hn⟩ = x'
hl : (x :: y :: l).length = (x' :: y' :: l').length
hk : 0 < ((x :: y :: l).rotate n).length
hk' : 0 < (x' :: y' :: l').length
⊢ (x :: y :: l)[(0 + n) % (x :: y :: l).length] = (x' :: y' :: l')[0]

Tactic:
refine Eq.trans ?_ hx'

Result:
case h.h.zero
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
hd' : (x' :: y' :: l').Nodup
h : ∀ (x_1 : α), (x :: y :: l).formPerm x_1 = (x' :: y' :: l').formPerm x_1
hx : x' ∈ x :: y :: l
n : ℕ
hn : n < (x :: y :: l).length
hx' : (x :: y :: l).get ⟨n, hn⟩ = x'
hl : (x :: y :: l).length = (x' :: y' :: l').length
hk : 0 < ((x :: y :: l).rotate n).length
hk' : 0 < (x' :: y' :: l').length
⊢ (x :: y :: l)[(0 + n) % (x :: y :: l).length] = (x :: y :: l).get ⟨n, hn⟩

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
hd' : (x' :: y' :: l').Nodup
h : ∀ (x_1 : α), (x :: y :: l).formPerm x_1 = (x' :: y' :: l').formPerm x_1
hx : x' ∈ x :: y :: l
n : ℕ
hn : n < (x :: y :: l).length
hx' : (x :: y :: l).get ⟨n, hn⟩ = x'
⊢ {x_1 | (x :: y :: l).formPerm x_1 ≠ x_1} = {x | (x' :: y' :: l').formPerm x ≠ x}

Tactic:
simp only [h]

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
hd' : (x' :: y' :: l').Nodup
⊢ (x :: y :: l).formPerm = (x' :: y' :: l').formPerm ↔ x :: y :: l ~r x' :: y' :: l'

Tactic:
refine ⟨fun h => ?_, fun hr => formPerm_eq_of_isRotated hd hr⟩

Result:
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
hd' : (x' :: y' :: l').Nodup
h : (x :: y :: l).formPerm = (x' :: y' :: l').formPerm
⊢ x :: y :: l ~r x' :: y' :: l'

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
hd' : (x' :: y' :: l').Nodup
h : ∀ (x_1 : α), (x :: y :: l).formPerm x_1 = (x' :: y' :: l').formPerm x_1
hx : x' ∈ x :: y :: l
n : ℕ
hn : n < (x :: y :: l).length
hx' : (x :: y :: l).get ⟨n, hn⟩ = x'
⊢ ∀ (x : α), x' :: y' :: l' ≠ [x]

Tactic:
simp

Result:
no goals

Proof state:
case h.h.succ.e_i
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
hd' : (x' :: y' :: l').Nodup
h : ∀ (x_1 : α), (x :: y :: l).formPerm x_1 = (x' :: y' :: l').formPerm x_1
hx : x' ∈ x :: y :: l
n : ℕ
hn : n < (x :: y :: l).length
hx' : (x :: y :: l).get ⟨n, hn⟩ = x'
hl : (x :: y :: l).length = (x' :: y' :: l').length
k : ℕ
IH :
  ∀ (hk : k < ((x :: y :: l).rotate n).length) (hk' : k < (x' :: y' :: l').length),
    (x :: y :: l)[(k + n) % (x :: y :: l).length] = (x' :: y' :: l')[k]
hk : k + 1 < ((x :: y :: l).rotate n).length
hk' : k + 1 < (x' :: y' :: l').length
⊢ ((k + 1) % (x' :: y' :: l').length + n) % (x :: y :: l).length =
    ((k + n) % (x :: y :: l).length + 1) % (x :: y :: l).length

Tactic:
rw [hl, Nat.mod_eq_of_lt hk', add_right_comm]

Result:
case h.h.succ.e_i
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
x y x' y' : α
l l' : List α
hd : (x :: y :: l).Nodup
hd' : (x' :: y' :: l').Nodup
h : ∀ (x_1 : α), (x :: y :: l).formPerm x_1 = (x' :: y' :: l').formPerm x_1
hx : x' ∈ x :: y :: l
n : ℕ
hn : n < (x :: y :: l).length
hx' : (x :: y :: l).get ⟨n, hn⟩ = x'
hl : (x :: y :: l).length = (x' :: y' :: l').length
k : ℕ
IH :
  ∀ (hk : k < ((x :: y :: l).rotate n).length) (hk' : k < (x' :: y' :: l').length),
    (x :: y :: l)[(k + n) % (x :: y :: l).length] = (x' :: y' :: l')[k]
hk : k + 1 < ((x :: y :: l).rotate n).length
hk' : k + 1 < (x' :: y' :: l').length
⊢ (k + n + 1) % (x' :: y' :: l').length = ((k + n) % (x' :: y' :: l').length + 1) % (x' :: y' :: l').length