-- Mathlib/Topology/Algebra/Valued/ValuedField.lean
theorem continuous_extension : Continuous (Valued.extension : hat K → Γ₀)

Proof state:
case intro.intro
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
V : Set (hat K)
V_in : V ∈ 𝓝 1
hV : ∀ (x : K), ↑x ∈ V → v x = 1
this : Tendsto (fun p => p.1 * p.2⁻¹) (𝓝 1 ×ˢ 𝓝 1) (𝓝 1)
U : Set (hat K)
U_in : U ∈ 𝓝 1
hU : ∀ (x x' : hat K), x ∈ U → x' ∈ U → (x, x').1 * (x, x').2⁻¹ ∈ V
⊢ ∃ V' ∈ 𝓝 1, 0 ∉ V' ∧ ∀ x ∈ V', ∀ y ∈ V', x * y⁻¹ ∈ V

Tactic:
let hatKstar := ({0}ᶜ : Set <| hat K)

Result:
case intro.intro
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
V : Set (hat K)
V_in : V ∈ 𝓝 1
hV : ∀ (x : K), ↑x ∈ V → v x = 1
this : Tendsto (fun p => p.1 * p.2⁻¹) (𝓝 1 ×ˢ 𝓝 1) (𝓝 1)
U : Set (hat K)
U_in : U ∈ 𝓝 1
hU : ∀ (x x' : hat K), x ∈ U → x' ∈ U → (x, x').1 * (x, x').2⁻¹ ∈ V
hatKstar : Set (hat K) := {0}ᶜ
⊢ ∃ V' ∈ 𝓝 1, 0 ∉ V' ∧ ∀ x ∈ V', ∀ y ∈ V', x * y⁻¹ ∈ V

Proof state:
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
⊢ Continuous extension

Tactic:
refine Completion.isDenseInducing_coe.continuous_extend ?_

Result:
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
⊢ ∀ (b : hat K), ∃ c, Tendsto (⇑v) (Filter.comap Completion.coe' (𝓝 b)) (𝓝 c)

Proof state:
case inr
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
⊢ ∃ c, Tendsto (⇑v) (Filter.comap Completion.coe' (𝓝 x₀)) (𝓝 c)

Tactic:
obtain ⟨V, V_in, hV⟩ : ∃ V ∈ 𝓝 (1 : hat K), ∀ x : K, (x : hat K) ∈ V → (v x : Γ₀) = 1 := by
  rwa [Completion.isDenseInducing_coe.nhds_eq_comap, mem_comap] at preimage_one

Result:
case inr.intro.intro
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
V : Set (hat K)
V_in : V ∈ 𝓝 1
hV : ∀ (x : K), ↑x ∈ V → v x = 1
⊢ ∃ c, Tendsto (⇑v) (Filter.comap Completion.coe' (𝓝 x₀)) (𝓝 c)

Proof state:
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
V : Set (hat K)
V_in : V ∈ 𝓝 1
hV : ∀ (x : K), ↑x ∈ V → v x = 1
⊢ Tendsto (fun p => p.1 * p.2⁻¹) (𝓝 (1, 1)) (𝓝 1)

Tactic:
conv =>
  congr
  rfl
  rfl
  rw [← one_mul (1 : hat K)]

Result:
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
V : Set (hat K)
V_in : V ∈ 𝓝 1
hV : ∀ (x : K), ↑x ∈ V → v x = 1
⊢ Tendsto (fun p => p.1 * p.2⁻¹) (𝓝 (1, 1)) (𝓝 (1 * 1))

Proof state:
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
V : Set (hat K)
V_in : V ∈ 𝓝 1
hV : ∀ (x : K), ↑x ∈ V → v x = 1
V' : Set (hat K)
V'_in : V' ∈ 𝓝 1
zeroV' : 0 ∉ V'
hV' : ∀ x ∈ V', ∀ y ∈ V', x * y⁻¹ ∈ V
nhds_right : (fun x => x * x₀) '' V' ∈ 𝓝 x₀
⊢ ∃ z₀, ∃ y₀ ∈ V', ↑z₀ = y₀ * x₀ ∧ z₀ ≠ 0

Tactic:
rcases Completion.denseRange_coe.mem_nhds nhds_right with ⟨z₀, y₀, y₀_in, H : y₀ * x₀ = z₀⟩

Result:
case intro.intro.intro
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
V : Set (hat K)
V_in : V ∈ 𝓝 1
hV : ∀ (x : K), ↑x ∈ V → v x = 1
V' : Set (hat K)
V'_in : V' ∈ 𝓝 1
zeroV' : 0 ∉ V'
hV' : ∀ x ∈ V', ∀ y ∈ V', x * y⁻¹ ∈ V
nhds_right : (fun x => x * x₀) '' V' ∈ 𝓝 x₀
z₀ : K
y₀ : hat K
y₀_in : y₀ ∈ V'
H : y₀ * x₀ = ↑z₀
⊢ ∃ z₀, ∃ y₀ ∈ V', ↑z₀ = y₀ * x₀ ∧ z₀ ≠ 0

Proof state:
case right.right.intro.intro
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
V : Set (hat K)
V_in : V ∈ 𝓝 1
hV : ∀ (x : K), ↑x ∈ V → v x = 1
this✝ : Tendsto (fun p => p.1 * p.2⁻¹) (𝓝 1 ×ˢ 𝓝 1) (𝓝 1)
U : Set (hat K)
U_in : U ∈ 𝓝 1
hU : ∀ (x x' : hat K), x ∈ U → x' ∈ U → (x, x').1 * (x, x').2⁻¹ ∈ V
hatKstar : Set (hat K) := {0}ᶜ
this : hatKstar ∈ 𝓝 1
x : hat K
hx : x ∈ U
right✝¹ : x ∈ hatKstar
y : hat K
hy : y ∈ U
right✝ : y ∈ hatKstar
⊢ x * y⁻¹ ∈ V

Tactic:
apply hU <;> assumption

Result:
no goals

Proof state:
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
V : Set (hat K)
V_in : V ∈ 𝓝 1
hV : ∀ (x : K), ↑x ∈ V → v x = 1
V' : Set (hat K)
V'_in : V' ∈ 𝓝 1
zeroV' : 0 ∉ V'
hV' : ∀ x ∈ V', ∀ y ∈ V', x * y⁻¹ ∈ V
⊢ (fun x => x * x₀) '' V' ∈ 𝓝 x₀

Tactic:
have l : Function.LeftInverse (fun x : hat K => x * x₀⁻¹) fun x : hat K => x * x₀ := by
  intro x
  simp only [mul_assoc, mul_inv_cancel₀ h, mul_one]

Result:
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
V : Set (hat K)
V_in : V ∈ 𝓝 1
hV : ∀ (x : K), ↑x ∈ V → v x = 1
V' : Set (hat K)
V'_in : V' ∈ 𝓝 1
zeroV' : 0 ∉ V'
hV' : ∀ x ∈ V', ∀ y ∈ V', x * y⁻¹ ∈ V
l : Function.LeftInverse (fun x => x * x₀⁻¹) fun x => x * x₀
⊢ (fun x => x * x₀) '' V' ∈ 𝓝 x₀

Proof state:
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
V : Set (hat K)
V_in : V ∈ 𝓝 1
hV : ∀ (x : K), ↑x ∈ V → v x = 1
⊢ ∃ V' ∈ 𝓝 1, 0 ∉ V' ∧ ∀ x ∈ V', ∀ y ∈ V', x * y⁻¹ ∈ V

Tactic:
have : Tendsto (fun p : hat K × hat K => p.1 * p.2⁻¹) ((𝓝 1) ×ˢ (𝓝 1)) (𝓝 1) := by
  rw [← nhds_prod_eq]
  conv =>
    congr
    rfl
    rfl
    rw [← one_mul (1 : hat K)]
  refine
    Tendsto.mul continuous_fst.continuousAt (Tendsto.comp ?_ continuous_snd.continuousAt)
  convert (continuousAt_inv₀ (zero_ne_one.symm : 1 ≠ (0 : hat K))).tendsto
  exact inv_one.symm

Result:
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
V : Set (hat K)
V_in : V ∈ 𝓝 1
hV : ∀ (x : K), ↑x ∈ V → v x = 1
this : Tendsto (fun p => p.1 * p.2⁻¹) (𝓝 1 ×ˢ 𝓝 1) (𝓝 1)
⊢ ∃ V' ∈ 𝓝 1, 0 ∉ V' ∧ ∀ x ∈ V', ∀ y ∈ V', x * y⁻¹ ∈ V

Proof state:
case a
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
V : Set (hat K)
V_in : V ∈ 𝓝 1
hV : ∀ (x : K), ↑x ∈ V → v x = 1
V' : Set (hat K)
V'_in : V' ∈ 𝓝 1
zeroV' : 0 ∉ V'
hV' : ∀ x ∈ V', ∀ y ∈ V', x * y⁻¹ ∈ V
nhds_right : (fun x => x * x₀) '' V' ∈ 𝓝 x₀
z₀ : K
y₀ : hat K
y₀_in : y₀ ∈ V'
hz₀ : ↑z₀ = y₀ * x₀
z₀_ne : z₀ ≠ 0
vz₀_ne : v z₀ ≠ 0
a : K
y : hat K
y_in : y ∈ V'
ha : ↑a = (fun x => x * x₀) y
this : ↑z₀⁻¹ = (↑z₀)⁻¹
⊢ ↑(a * z₀⁻¹) ∈ V

Tactic:
rw [Completion.coe_mul, this, ha, hz₀, mul_inv, mul_comm y₀⁻¹, ← mul_assoc, mul_assoc y,
  mul_inv_cancel₀ h, mul_one]

Result:
case a
K : Type u_1
inst✝¹ : Field K
Γ₀ : Type u_2
inst✝ : LinearOrderedCommGroupWithZero Γ₀
hv : Valued K Γ₀
x₀ : hat K
h : x₀ ≠ 0
preimage_one : ⇑v ⁻¹' {1} ∈ 𝓝 1
V : Set (hat K)
V_in : V ∈ 𝓝 1
hV : ∀ (x : K), ↑x ∈ V → v x = 1
V' : Set (hat K)
V'_in : V' ∈ 𝓝 1
zeroV' : 0 ∉ V'
hV' : ∀ x ∈ V', ∀ y ∈ V', x * y⁻¹ ∈ V
nhds_right : (fun x => x * x₀) '' V' ∈ 𝓝 x₀
z₀ : K
y₀ : hat K
y₀_in : y₀ ∈ V'
hz₀ : ↑z₀ = y₀ * x₀
z₀_ne : z₀ ≠ 0
vz₀_ne : v z₀ ≠ 0
a : K
y : hat K
y_in : y ∈ V'
ha : ↑a = (fun x => x * x₀) y
this : ↑z₀⁻¹ = (↑z₀)⁻¹
⊢ y * y₀⁻¹ ∈ V