-- Mathlib/Combinatorics/SetFamily/Kleitman.lean
theorem Finset.card_biUnion_le_of_intersecting (s : Finset ι) (f : ι → Finset (Finset α))
    (hf : ∀ i ∈ s, (f i : Set (Finset α)).Intersecting) :
    #(s.biUnion f) ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #s)

Proof state:
case inr.cons
ι : Type u_1
α : Type u_2
inst✝² : Fintype α
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Nonempty α
this : DecidableEq ι
i : ι
s : Finset ι
hi : i ∉ s
ih :
  ∀ (f : ι → Finset (Finset α)),
    (∀ i ∈ s, (↑(f i)).Intersecting) →
      #s ≤ Fintype.card α → #(s.biUnion f) ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #s)
f : ι → Finset (Finset α)
hf : ∀ i_1 ∈ cons i s hi, (↑(f i_1)).Intersecting
hs : #(cons i s hi) ≤ Fintype.card α
f' : ι → Finset (Finset α) := fun j => if hj : j ∈ cons i s hi then ⋯.choose else ∅
hf₁ : ∀ j ∈ cons i s hi, f j ⊆ f' j ∧ 2 * #(f' j) = 2 ^ Fintype.card α ∧ (↑(f' j)).Intersecting
hf₂ : ∀ j ∈ cons i s hi, IsUpperSet ↑(f' j)
⊢ 2 ^ (Fintype.card α + 1) * (#(f' i) + #(s.biUnion f' ∩ (f' i)ᶜ)) ≤
    2 ^ (Fintype.card α + 1) * (2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #(cons i s hi)))

Tactic:
rw [pow_succ, mul_add, mul_assoc, mul_comm _ 2, mul_assoc]

Result:
case inr.cons
ι : Type u_1
α : Type u_2
inst✝² : Fintype α
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Nonempty α
this : DecidableEq ι
i : ι
s : Finset ι
hi : i ∉ s
ih :
  ∀ (f : ι → Finset (Finset α)),
    (∀ i ∈ s, (↑(f i)).Intersecting) →
      #s ≤ Fintype.card α → #(s.biUnion f) ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #s)
f : ι → Finset (Finset α)
hf : ∀ i_1 ∈ cons i s hi, (↑(f i_1)).Intersecting
hs : #(cons i s hi) ≤ Fintype.card α
f' : ι → Finset (Finset α) := fun j => if hj : j ∈ cons i s hi then ⋯.choose else ∅
hf₁ : ∀ j ∈ cons i s hi, f j ⊆ f' j ∧ 2 * #(f' j) = 2 ^ Fintype.card α ∧ (↑(f' j)).Intersecting
hf₂ : ∀ j ∈ cons i s hi, IsUpperSet ↑(f' j)
⊢ 2 ^ Fintype.card α * (2 * #(f' i)) + 2 * (2 ^ Fintype.card α * #(s.biUnion f' ∩ (f' i)ᶜ)) ≤
    2 * 2 ^ Fintype.card α * (2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #(cons i s hi)))

Proof state:
case inr.cons
ι : Type u_1
α : Type u_2
inst✝² : Fintype α
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Nonempty α
this : DecidableEq ι
i : ι
s : Finset ι
hi : i ∉ s
ih :
  ∀ (f : ι → Finset (Finset α)),
    (∀ i ∈ s, (↑(f i)).Intersecting) →
      #s ≤ Fintype.card α → #(s.biUnion f) ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #s)
f : ι → Finset (Finset α)
hf : ∀ i_1 ∈ cons i s hi, (↑(f i_1)).Intersecting
hs : #(cons i s hi) ≤ Fintype.card α
f' : ι → Finset (Finset α) := fun j => if hj : j ∈ cons i s hi then ⋯.choose else ∅
hf₁ : ∀ j ∈ cons i s hi, f j ⊆ f' j ∧ 2 * #(f' j) = 2 ^ Fintype.card α ∧ (↑(f' j)).Intersecting
hf₂ : ∀ j ∈ cons i s hi, IsUpperSet ↑(f' j)
⊢ #((cons i s hi).biUnion f') ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #(cons i s hi))

Tactic:
nth_rw 1 [cons_eq_insert i]

Result:
case inr.cons
ι : Type u_1
α : Type u_2
inst✝² : Fintype α
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Nonempty α
this : DecidableEq ι
i : ι
s : Finset ι
hi : i ∉ s
ih :
  ∀ (f : ι → Finset (Finset α)),
    (∀ i ∈ s, (↑(f i)).Intersecting) →
      #s ≤ Fintype.card α → #(s.biUnion f) ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #s)
f : ι → Finset (Finset α)
hf : ∀ i_1 ∈ cons i s hi, (↑(f i_1)).Intersecting
hs : #(cons i s hi) ≤ Fintype.card α
f' : ι → Finset (Finset α) := fun j => if hj : j ∈ cons i s hi then ⋯.choose else ∅
hf₁ : ∀ j ∈ cons i s hi, f j ⊆ f' j ∧ 2 * #(f' j) = 2 ^ Fintype.card α ∧ (↑(f' j)).Intersecting
hf₂ : ∀ j ∈ cons i s hi, IsUpperSet ↑(f' j)
⊢ #((insert i s).biUnion f') ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #(cons i s hi))

Proof state:
case inr.cons
ι : Type u_1
α : Type u_2
inst✝² : Fintype α
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Nonempty α
this : DecidableEq ι
i : ι
s : Finset ι
hi : i ∉ s
ih :
  ∀ (f : ι → Finset (Finset α)),
    (∀ i ∈ s, (↑(f i)).Intersecting) →
      #s ≤ Fintype.card α → #(s.biUnion f) ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #s)
f : ι → Finset (Finset α)
hf : ∀ i_1 ∈ cons i s hi, (↑(f i_1)).Intersecting
hs : #(cons i s hi) ≤ Fintype.card α
f' : ι → Finset (Finset α) := fun j => if hj : j ∈ cons i s hi then ⋯.choose else ∅
hf₁ : ∀ j ∈ cons i s hi, f j ⊆ f' j ∧ 2 * #(f' j) = 2 ^ Fintype.card α ∧ (↑(f' j)).Intersecting
hf₂ : ∀ j ∈ cons i s hi, IsUpperSet ↑(f' j)
⊢ #((cons i s hi).biUnion f) ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #(cons i s hi))

Tactic:
refine (card_le_card <| biUnion_mono fun j hj ↦ (hf₁ _ hj).1).trans ?_

Result:
case inr.cons
ι : Type u_1
α : Type u_2
inst✝² : Fintype α
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Nonempty α
this : DecidableEq ι
i : ι
s : Finset ι
hi : i ∉ s
ih :
  ∀ (f : ι → Finset (Finset α)),
    (∀ i ∈ s, (↑(f i)).Intersecting) →
      #s ≤ Fintype.card α → #(s.biUnion f) ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #s)
f : ι → Finset (Finset α)
hf : ∀ i_1 ∈ cons i s hi, (↑(f i_1)).Intersecting
hs : #(cons i s hi) ≤ Fintype.card α
f' : ι → Finset (Finset α) := fun j => if hj : j ∈ cons i s hi then ⋯.choose else ∅
hf₁ : ∀ j ∈ cons i s hi, f j ⊆ f' j ∧ 2 * #(f' j) = 2 ^ Fintype.card α ∧ (↑(f' j)).Intersecting
hf₂ : ∀ j ∈ cons i s hi, IsUpperSet ↑(f' j)
⊢ #((cons i s hi).biUnion f') ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #(cons i s hi))

Proof state:
case inr.cons
ι : Type u_1
α : Type u_2
inst✝² : Fintype α
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Nonempty α
this : DecidableEq ι
i : ι
s : Finset ι
hi : i ∉ s
ih :
  ∀ (f : ι → Finset (Finset α)),
    (∀ i ∈ s, (↑(f i)).Intersecting) →
      #s ≤ Fintype.card α → #(s.biUnion f) ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #s)
f : ι → Finset (Finset α)
hf : ∀ i_1 ∈ cons i s hi, (↑(f i_1)).Intersecting
hs : #(cons i s hi) ≤ Fintype.card α
f' : ι → Finset (Finset α) := fun j => if hj : j ∈ cons i s hi then ⋯.choose else ∅
hf₁ : ∀ j ∈ cons i s hi, f j ⊆ f' j ∧ 2 * #(f' j) = 2 ^ Fintype.card α ∧ (↑(f' j)).Intersecting
hf₂ : ∀ j ∈ cons i s hi, IsUpperSet ↑(f' j)
⊢ #(f' i) + #(s.biUnion f' ∩ (f' i)ᶜ) ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #(cons i s hi))

Tactic:
refine le_of_mul_le_mul_left ?_ (pow_pos (zero_lt_two' ℕ) <| Fintype.card α + 1)

Result:
case inr.cons
ι : Type u_1
α : Type u_2
inst✝² : Fintype α
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Nonempty α
this : DecidableEq ι
i : ι
s : Finset ι
hi : i ∉ s
ih :
  ∀ (f : ι → Finset (Finset α)),
    (∀ i ∈ s, (↑(f i)).Intersecting) →
      #s ≤ Fintype.card α → #(s.biUnion f) ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #s)
f : ι → Finset (Finset α)
hf : ∀ i_1 ∈ cons i s hi, (↑(f i_1)).Intersecting
hs : #(cons i s hi) ≤ Fintype.card α
f' : ι → Finset (Finset α) := fun j => if hj : j ∈ cons i s hi then ⋯.choose else ∅
hf₁ : ∀ j ∈ cons i s hi, f j ⊆ f' j ∧ 2 * #(f' j) = 2 ^ Fintype.card α ∧ (↑(f' j)).Intersecting
hf₂ : ∀ j ∈ cons i s hi, IsUpperSet ↑(f' j)
⊢ 2 ^ (Fintype.card α + 1) * (#(f' i) + #(s.biUnion f' ∩ (f' i)ᶜ)) ≤
    2 ^ (Fintype.card α + 1) * (2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #(cons i s hi)))

Proof state:
ι : Type u_1
α : Type u_2
inst✝² : Fintype α
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Nonempty α
this : DecidableEq ι
i : ι
s : Finset ι
hi : i ∉ s
ih :
  ∀ (f : ι → Finset (Finset α)),
    (∀ i ∈ s, (↑(f i)).Intersecting) →
      #s ≤ Fintype.card α → #(s.biUnion f) ≤ 2 ^ Fintype.card α - 2 ^ (Fintype.card α - #s)
f : ι → Finset (Finset α)
hf : ∀ i_1 ∈ cons i s hi, (↑(f i_1)).Intersecting
hs : #(cons i s hi) ≤ Fintype.card α
f' : ι → Finset (Finset α) := fun j => if hj : j ∈ cons i s hi then ⋯.choose else ∅
hf₁ : ∀ j ∈ cons i s hi, f j ⊆ f' j ∧ 2 * #(f' j) = 2 ^ Fintype.card α ∧ (↑(f' j)).Intersecting
j : ι
hj : j ∈ cons i s hi
⊢ 2 * #(f' j) = 2 ^ Fintype.card α

Tactic:
exact (hf₁ _ hj).2.1

Result:
no goals