-- Mathlib/Algebra/Order/ToIntervalMod.lean
theorem tfae_modEq :
    TFAE
      [a ≡ b [PMOD p], ∀ z : ℤ, b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p), toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b,
        toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b]

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrderedAddCommGroup α
hα : Archimedean α
p : α
hp : 0 < p
a b : α
tfae_3_to_2 : toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b → ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p)
tfae_4_to_3 : toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b → toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b
tfae_1_to_4 : toIcoMod hp a b = a → toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b
⊢ ¬toIcoMod hp a b = a → ∃ x, b - x • p ∈ Set.Ioo a (a + p)

Tactic:
have h' := toIcoMod_mem_Ico hp a b

Result:
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrderedAddCommGroup α
hα : Archimedean α
p : α
hp : 0 < p
a b : α
tfae_3_to_2 : toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b → ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p)
tfae_4_to_3 : toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b → toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b
tfae_1_to_4 : toIcoMod hp a b = a → toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b
h' : toIcoMod hp a b ∈ Set.Ico a (a + p)
⊢ ¬toIcoMod hp a b = a → ∃ x, b - x • p ∈ Set.Ioo a (a + p)

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrderedAddCommGroup α
hα : Archimedean α
p : α
hp : 0 < p
a b : α
⊢ [a ≡ b [PMOD p], ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p), toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b,
      toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b].TFAE

Tactic:
rw [modEq_iff_toIcoMod_eq_left hp]

Result:
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrderedAddCommGroup α
hα : Archimedean α
p : α
hp : 0 < p
a b : α
⊢ [toIcoMod hp a b = a, ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p), toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b,
      toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b].TFAE

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrderedAddCommGroup α
hα : Archimedean α
p : α
hp : 0 < p
a b : α
tfae_3_to_2 : toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b → ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p)
⊢ [toIcoMod hp a b = a, ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p), toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b,
      toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b].TFAE

Tactic:
tfae_have 4 → 3
| h => by
  rw [← h, Ne, eq_comm, add_right_eq_self]
  exact hp.ne'

Result:
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrderedAddCommGroup α
hα : Archimedean α
p : α
hp : 0 < p
a b : α
tfae_3_to_2 : toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b → ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p)
tfae_4_to_3 : toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b → toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b
⊢ [toIcoMod hp a b = a, ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p), toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b,
      toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b].TFAE

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrderedAddCommGroup α
hα : Archimedean α
p : α
hp : 0 < p
a b : α
tfae_3_to_2 : toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b → ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p)
tfae_4_to_3 : toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b → toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b
x✝ : toIcoMod hp a b = a
h : toIcoMod hp a b = a := x✝
⊢ b = a + toIcoDiv hp a b • p

Tactic:
conv_lhs => rw [← toIcoMod_add_toIcoDiv_zsmul hp a b, h]

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrderedAddCommGroup α
hα : Archimedean α
p : α
hp : 0 < p
a b : α
tfae_3_to_2 : toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b → ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p)
tfae_4_to_3 : toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b → toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b
tfae_1_to_4 : toIcoMod hp a b = a → toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b
⊢ [toIcoMod hp a b = a, ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p), toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b,
      toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b].TFAE

Tactic:
tfae_have 2 → 1 := by
  rw [← not_exists, not_imp_comm]
  have h' := toIcoMod_mem_Ico hp a b
  exact fun h => ⟨_, h'.1.lt_of_ne' h, h'.2⟩

Result:
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrderedAddCommGroup α
hα : Archimedean α
p : α
hp : 0 < p
a b : α
tfae_3_to_2 : toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b → ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p)
tfae_4_to_3 : toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b → toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b
tfae_1_to_4 : toIcoMod hp a b = a → toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b
tfae_2_to_1 : (∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p)) → toIcoMod hp a b = a
⊢ [toIcoMod hp a b = a, ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p), toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b,
      toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b].TFAE

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrderedAddCommGroup α
hα : Archimedean α
p : α
hp : 0 < p
a b : α
tfae_3_to_2 : toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b → ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p)
tfae_4_to_3 : toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b → toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b
tfae_1_to_4 : toIcoMod hp a b = a → toIcoMod hp a b + p = toIocMod hp a b
h' : toIcoMod hp a b ∈ Set.Ico a (a + p)
⊢ ¬toIcoMod hp a b = a → ∃ x, b - x • p ∈ Set.Ioo a (a + p)

Tactic:
exact fun h => ⟨_, h'.1.lt_of_ne' h, h'.2⟩

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrderedAddCommGroup α
hα : Archimedean α
p : α
hp : 0 < p
a b : α
⊢ toIcoMod hp a b ≠ toIocMod hp a b → ∀ (z : ℤ), b - z • p ∉ Set.Ioo a (a + p)

Tactic:
rw [← not_exists, not_imp_not]

Result:
α : Type u_1
inst✝ : LinearOrderedAddCommGroup α
hα : Archimedean α
p : α
hp : 0 < p
a b : α
⊢ (∃ x, b - x • p ∈ Set.Ioo a (a + p)) → toIcoMod hp a b = toIocMod hp a b