-- Mathlib/GroupTheory/GroupAction/Blocks.lean
theorem of_subset (a : X) (hfB : B.Finite) :
    IsBlock G (⋂ (k : G) (_ : a ∈ k • B), k • B)

Proof state:
case inr.intro.intro.intro
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hfB_ne : B.Nonempty
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
hfB' : B'.Finite
hag : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' ≤ g • B'
hag' : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' = g • B'
g : G
b : X
hb' : b ∈ g • B'
hb : b ∈ B'
k : G
hk : k • a = b
hak : a ∈ k⁻¹ • B'
hagk : a ∈ (k⁻¹ * g) • B'
hkB' : B' = k⁻¹ • B'
hgkB' : B' = (k⁻¹ * g) • B'
⊢ g • ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B = ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B

Tactic:
rw [mul_smul] at hgkB'

Result:
case inr.intro.intro.intro
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hfB_ne : B.Nonempty
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
hfB' : B'.Finite
hag : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' ≤ g • B'
hag' : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' = g • B'
g : G
b : X
hb' : b ∈ g • B'
hb : b ∈ B'
k : G
hk : k • a = b
hak : a ∈ k⁻¹ • B'
hagk : a ∈ (k⁻¹ * g) • B'
hkB' : B' = k⁻¹ • B'
hgkB' : B' = k⁻¹ • g • B'
⊢ g • ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B = ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B

Proof state:
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hfB_ne : B.Nonempty
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
hfB' : B'.Finite
⊢ ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' ≤ g • B'

Tactic:
intro g hg x hx

Result:
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hfB_ne : B.Nonempty
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
hfB' : B'.Finite
g : G
hg : a ∈ g • B'
x : X
hx : x ∈ B'
⊢ x ∈ g • B'

Proof state:
case inr
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hfB_ne : B.Nonempty
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
hfB' : B'.Finite
hag : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' ≤ g • B'
⊢ IsBlock G (⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B)

Tactic:
have hag' (g : G) (hg : a ∈ g • B') : B' = g • B' := by
  rw [eq_comm, ← mem_stabilizer_iff, mem_stabilizer_set_iff_subset_smul_set hfB']
  exact hag g hg

Result:
case inr
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hfB_ne : B.Nonempty
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
hfB' : B'.Finite
hag : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' ≤ g • B'
hag' : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' = g • B'
⊢ IsBlock G (⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B)

Proof state:
case inr.intro.intro.intro
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hfB_ne : B.Nonempty
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
hfB' : B'.Finite
hag : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' ≤ g • B'
hag' : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' = g • B'
g : G
b : X
hb' : b ∈ g • B'
hb : b ∈ B'
k : G
hk : k • a = b
⊢ g • ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B = ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B

Tactic:
have hak : a ∈ k⁻¹ • B' := by
  refine ⟨b, hb, ?_⟩
  simp only [← hk, inv_smul_smul]

Result:
case inr.intro.intro.intro
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hfB_ne : B.Nonempty
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
hfB' : B'.Finite
hag : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' ≤ g • B'
hag' : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' = g • B'
g : G
b : X
hb' : b ∈ g • B'
hb : b ∈ B'
k : G
hk : k • a = b
hak : a ∈ k⁻¹ • B'
⊢ g • ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B = ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B

Proof state:
case intro
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
b : X
hb : b ∈ B
⊢ B'.Finite

Tactic:
obtain ⟨k, hk : k • b = a⟩ := exists_smul_eq G b a

Result:
case intro.intro
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
b : X
hb : b ∈ B
k : G
hk : k • b = a
⊢ B'.Finite

Proof state:
case inr.intro.intro.intro
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hfB_ne : B.Nonempty
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
hfB' : B'.Finite
hag : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' ≤ g • B'
hag' : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' = g • B'
g : G
b : X
hb' : b ∈ g • B'
hb : b ∈ B'
k : G
hk : k • a = b
hak : a ∈ k⁻¹ • B'
hagk : a ∈ (k⁻¹ * g) • B'
hkB' : k • B' = B'
hgkB' : k • B' = g • B'
⊢ g • ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B = ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B

Tactic:
rw [← hgkB', hkB']

Result:
no goals

Proof state:
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hfB_ne : B.Nonempty
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
hfB' : B'.Finite
hag : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' ≤ g • B'
hag' : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' = g • B'
g : G
b : X
hb' : b ∈ g • B'
hb : b ∈ B'
k : G
hk : k • a = b
hak : a ∈ k⁻¹ • B'
⊢ a ∈ (k⁻¹ * g) • B'

Tactic:
rw [mul_smul, Set.mem_smul_set_iff_inv_smul_mem, inv_inv, hk]

Result:
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hfB_ne : B.Nonempty
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
hfB' : B'.Finite
hag : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' ≤ g • B'
hag' : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' = g • B'
g : G
b : X
hb' : b ∈ g • B'
hb : b ∈ B'
k : G
hk : k • a = b
hak : a ∈ k⁻¹ • B'
⊢ b ∈ g • B'

Proof state:
case inr.intro.intro.intro
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hfB_ne : B.Nonempty
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
hfB' : B'.Finite
hag : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' ≤ g • B'
hag' : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' = g • B'
g : G
b : X
hb' : b ∈ g • B'
hb : b ∈ B'
k : G
hk : k • a = b
hak : a ∈ k⁻¹ • B'
⊢ g • ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B = ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B

Tactic:
have hagk : a ∈ (k⁻¹ * g) • B' := by
  rw [mul_smul, Set.mem_smul_set_iff_inv_smul_mem, inv_inv, hk]
  exact hb'

Result:
case inr.intro.intro.intro
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hfB_ne : B.Nonempty
hB'₀ : ∀ (k : G), a ∈ k • B → B' ≤ k • B
hfB' : B'.Finite
hag : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' ≤ g • B'
hag' : ∀ (g : G), a ∈ g • B' → B' = g • B'
g : G
b : X
hb' : b ∈ g • B'
hb : b ∈ B'
k : G
hk : k • a = b
hak : a ∈ k⁻¹ • B'
hagk : a ∈ (k⁻¹ * g) • B'
⊢ g • ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B = ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B

Proof state:
case inl
G : Type u_1
inst✝² : Group G
X : Type u_2
inst✝¹ : MulAction G X
inst✝ : IsPretransitive G X
B : Set X
a : X
hfB : B.Finite
B' : Set X := ⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B
hfB_e : B = ∅
⊢ IsBlock G (⋂ k, ⋂ (_ : a ∈ k • B), k • B)

Tactic:
simp [hfB_e]

Result:
no goals