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lemma sum_iSup {α ι : Type*} {s : Finset α} {f : α → ι → ℕ∞}
    (hf : ∀ i j, ∃ k, ∀ a, f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k) :
    ∑ a ∈ s, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ s, f a i

Proof state:
case cons.h₁
α : Type u_1
ι : Type u_2
f : α → ι → ℕ∞
hf : ∀ (i j : ι), ∃ k, ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
a : α
s : Finset α
ha : a ∉ s
ihs : ∑ a ∈ s, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ s, f a i
i j k : ι
hk : ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
⊢ f a i ≤ f a k

case cons.h₂.h
α : Type u_1
ι : Type u_2
f : α → ι → ℕ∞
hf : ∀ (i j : ι), ∃ k, ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
a : α
s : Finset α
ha : a ∉ s
ihs : ∑ a ∈ s, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ s, f a i
i j k : ι
hk : ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
i✝ : α
a✝ : i✝ ∈ s
⊢ f i✝ j ≤ f i✝ k

Tactic:
exacts [(hk a).1, (hk _).2]

Result:
no goals

Proof state:
case cons
α : Type u_1
ι : Type u_2
f : α → ι → ℕ∞
hf : ∀ (i j : ι), ∃ k, ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
a : α
s : Finset α
ha : a ∉ s
ihs : ∑ a ∈ s, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ s, f a i
⊢ (⨆ i, f a i) + ⨆ i, ∑ a ∈ s, f a i = ⨆ i, f a i + ∑ a ∈ s, f a i

Tactic:
refine iSup_add_iSup fun i j ↦ (hf i j).imp fun k hk ↦ ?_

Result:
case cons
α : Type u_1
ι : Type u_2
f : α → ι → ℕ∞
hf : ∀ (i j : ι), ∃ k, ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
a : α
s : Finset α
ha : a ∉ s
ihs : ∑ a ∈ s, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ s, f a i
i j k : ι
hk : ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
⊢ f a i + ∑ a ∈ s, f a j ≤ f a k + ∑ a ∈ s, f a k

Proof state:
case empty
α : Type u_1
ι : Type u_2
f : α → ι → ℕ∞
hf : ∀ (i j : ι), ∃ k, ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
⊢ ∑ a ∈ ∅, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ ∅, f a i

Tactic:
simp

Result:
no goals

Proof state:
case cons
α : Type u_1
ι : Type u_2
f : α → ι → ℕ∞
hf : ∀ (i j : ι), ∃ k, ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
a : α
s : Finset α
ha : a ∉ s
ihs : ∑ a ∈ s, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ s, f a i
⊢ ∑ a ∈ Finset.cons a s ha, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ Finset.cons a s ha, f a i

Tactic:
simp_rw [Finset.sum_cons, ihs]

Result:
case cons
α : Type u_1
ι : Type u_2
f : α → ι → ℕ∞
hf : ∀ (i j : ι), ∃ k, ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
a : α
s : Finset α
ha : a ∉ s
ihs : ∑ a ∈ s, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ s, f a i
⊢ (⨆ i, f a i) + ⨆ i, ∑ a ∈ s, f a i = ⨆ i, f a i + ∑ a ∈ s, f a i

Proof state:
α : Type u_1
ι : Type u_2
s : Finset α
f : α → ι → ℕ∞
hf : ∀ (i j : ι), ∃ k, ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
⊢ ∑ a ∈ s, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ s, f a i

Tactic:
induction' s using Finset.cons_induction with a s ha ihs

Result:
case empty
α : Type u_1
ι : Type u_2
f : α → ι → ℕ∞
hf : ∀ (i j : ι), ∃ k, ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
⊢ ∑ a ∈ ∅, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ ∅, f a i

case cons
α : Type u_1
ι : Type u_2
f : α → ι → ℕ∞
hf : ∀ (i j : ι), ∃ k, ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
a : α
s : Finset α
ha : a ∉ s
ihs : ∑ a ∈ s, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ s, f a i
⊢ ∑ a ∈ Finset.cons a s ha, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ Finset.cons a s ha, f a i

Proof state:
case cons
α : Type u_1
ι : Type u_2
f : α → ι → ℕ∞
hf : ∀ (i j : ι), ∃ k, ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
a : α
s : Finset α
ha : a ∉ s
ihs : ∑ a ∈ s, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ s, f a i
i j k : ι
hk : ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
⊢ f a i + ∑ a ∈ s, f a j ≤ f a k + ∑ a ∈ s, f a k

Tactic:
gcongr

Result:
case cons.h₁
α : Type u_1
ι : Type u_2
f : α → ι → ℕ∞
hf : ∀ (i j : ι), ∃ k, ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
a : α
s : Finset α
ha : a ∉ s
ihs : ∑ a ∈ s, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ s, f a i
i j k : ι
hk : ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
⊢ f a i ≤ f a k

case cons.h₂.h
α : Type u_1
ι : Type u_2
f : α → ι → ℕ∞
hf : ∀ (i j : ι), ∃ k, ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
a : α
s : Finset α
ha : a ∉ s
ihs : ∑ a ∈ s, ⨆ i, f a i = ⨆ i, ∑ a ∈ s, f a i
i j k : ι
hk : ∀ (a : α), f a i ≤ f a k ∧ f a j ≤ f a k
i✝ : α
a✝ : i✝ ∈ s
⊢ f i✝ j ≤ f i✝ k