-- Mathlib/Geometry/Euclidean/Angle/Unoriented/Affine.lean
theorem _root_.Sbtw.angle₁₂₃_eq_pi {p₁ p₂ p₃ : P} (h : Sbtw ℝ p₁ p₂ p₃) : ∠ p₁ p₂ p₃ = π

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
r : ℝ
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) r = p₂
hr0 : 0 ≤ r
hr1 : r ≤ 1
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
⊢ -(1 - r) / r < 0 ∧ p₃ -ᵥ p₂ = (-(1 - r) / r) • (p₁ -ᵥ p₂)

Tactic:
have hr0' : r ≠ 0 := by
  rintro rfl
  rw [← hp₂] at hp₂p₁
  simp at hp₂p₁

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
r : ℝ
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) r = p₂
hr0 : 0 ≤ r
hr1 : r ≤ 1
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
hr0' : r ≠ 0
⊢ -(1 - r) / r < 0 ∧ p₃ -ᵥ p₂ = (-(1 - r) / r) • (p₁ -ᵥ p₂)

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
r : ℝ
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) r = p₂
hr0 : 0 ≤ r
hr1 : r ≤ 1
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
hr0' : r ≠ 0
hr1' : r ≠ 1
⊢ -(1 - r) / r < 0 ∧ p₃ -ᵥ p₂ = (-(1 - r) / r) • (p₁ -ᵥ p₂)

Tactic:
replace hr0 := hr0.lt_of_ne hr0'.symm

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
r : ℝ
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) r = p₂
hr1 : r ≤ 1
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
hr0' : r ≠ 0
hr1' : r ≠ 1
hr0 : 0 < r
⊢ -(1 - r) / r < 0 ∧ p₃ -ᵥ p₂ = (-(1 - r) / r) • (p₁ -ᵥ p₂)

Proof state:
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) 0 = p₂
hr0 : 0 ≤ 0
hr1 : 0 ≤ 1
⊢ False

Tactic:
rw [← hp₂] at hp₂p₁

Result:
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
hp₂p₁ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) 0 ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) 0 = p₂
hr0 : 0 ≤ 0
hr1 : 0 ≤ 1
⊢ False

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
r : ℝ
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) r = p₂
hr0 : 0 ≤ r
hr1 : r ≤ 1
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
⊢ p₁ -ᵥ p₂ ≠ 0 ∧ ∃ r < 0, p₃ -ᵥ p₂ = r • (p₁ -ᵥ p₂)

Tactic:
refine ⟨vsub_ne_zero.2 hp₂p₁.symm, -(1 - r) / r, ?_⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
r : ℝ
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) r = p₂
hr0 : 0 ≤ r
hr1 : r ≤ 1
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
⊢ -(1 - r) / r < 0 ∧ p₃ -ᵥ p₂ = (-(1 - r) / r) • (p₁ -ᵥ p₂)

Proof state:
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
h : Sbtw ℝ p₁ p₂ p₃
⊢ p₁ -ᵥ p₂ ≠ 0 ∧ ∃ r < 0, p₃ -ᵥ p₂ = r • (p₁ -ᵥ p₂)

Tactic:
rcases h with ⟨⟨r, ⟨hr0, hr1⟩, hp₂⟩, hp₂p₁, hp₂p₃⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
r : ℝ
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) r = p₂
hr0 : 0 ≤ r
hr1 : r ≤ 1
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
⊢ p₁ -ᵥ p₂ ≠ 0 ∧ ∃ r < 0, p₃ -ᵥ p₂ = r • (p₁ -ᵥ p₂)

Proof state:
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
hp₂p₁ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) 0 ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) 0 = p₂
hr0 : 0 ≤ 0
hr1 : 0 ≤ 1
⊢ False

Tactic:
simp at hp₂p₁

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
r : ℝ
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) r = p₂
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
hr0' : r ≠ 0
hr1' : r ≠ 1
hr0 : 0 < r
hr1 : r < 1
⊢ p₃ -ᵥ p₂ = (-(1 - r) / r) • (p₁ -ᵥ p₂)

Tactic:
rw [← hp₂, AffineMap.lineMap_apply, vsub_vadd_eq_vsub_sub, vsub_vadd_eq_vsub_sub, vsub_self,
  zero_sub, smul_neg, smul_smul, div_mul_cancel₀ _ hr0', neg_smul, neg_neg, sub_eq_iff_eq_add, ←
  add_smul, sub_add_cancel, one_smul]

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
r : ℝ
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) r = p₂
hr0 : 0 ≤ r
hr1 : r ≤ 1
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
hr0' : r ≠ 0
⊢ -(1 - r) / r < 0 ∧ p₃ -ᵥ p₂ = (-(1 - r) / r) • (p₁ -ᵥ p₂)

Tactic:
have hr1' : r ≠ 1 := by
  rintro rfl
  rw [← hp₂] at hp₂p₃
  simp at hp₂p₃

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
r : ℝ
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) r = p₂
hr0 : 0 ≤ r
hr1 : r ≤ 1
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
hr0' : r ≠ 0
hr1' : r ≠ 1
⊢ -(1 - r) / r < 0 ∧ p₃ -ᵥ p₂ = (-(1 - r) / r) • (p₁ -ᵥ p₂)

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
r : ℝ
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) r = p₂
hr1 : r ≤ 1
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
hr0' : r ≠ 0
hr1' : r ≠ 1
hr0 : 0 < r
⊢ -(1 - r) / r < 0 ∧ p₃ -ᵥ p₂ = (-(1 - r) / r) • (p₁ -ᵥ p₂)

Tactic:
replace hr1 := hr1.lt_of_ne hr1'

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
r : ℝ
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) r = p₂
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
hr0' : r ≠ 0
hr1' : r ≠ 1
hr0 : 0 < r
hr1 : r < 1
⊢ -(1 - r) / r < 0 ∧ p₃ -ᵥ p₂ = (-(1 - r) / r) • (p₁ -ᵥ p₂)

Proof state:
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
r : ℝ
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) r = p₂
hr0 : 0 ≤ r
hr1 : r ≤ 1
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
⊢ r ≠ 0

Tactic:
rintro rfl

Result:
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) 0 = p₂
hr0 : 0 ≤ 0
hr1 : 0 ≤ 1
⊢ False

Proof state:
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : p₂ ≠ p₃
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) 1 = p₂
hr0 : 0 ≤ 1
hr1 : 1 ≤ 1
hr0' : 1 ≠ 0
⊢ False

Tactic:
rw [← hp₂] at hp₂p₃

Result:
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
p₁ p₂ p₃ : P
hp₂p₁ : p₂ ≠ p₁
hp₂p₃ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) 1 ≠ p₃
hp₂ : (AffineMap.lineMap p₁ p₃) 1 = p₂
hr0 : 0 ≤ 1
hr1 : 1 ≤ 1
hr0' : 1 ≠ 0
⊢ False