-- Mathlib/Geometry/Euclidean/Angle/Unoriented/Basic.lean
theorem norm_sub_eq_abs_sub_norm_iff_angle_eq_zero {x y : V} (hx : x ≠ 0) (hy : y ≠ 0) :
    ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖| ↔ angle x y = 0

Proof state:
V : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup V
inst✝ : InnerProductSpace ℝ V
x y : V
hx : x ≠ 0
hy : y ≠ 0
h : ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖|
h1 : ‖x‖ ^ 2 - 2 * inner x y + ‖y‖ ^ 2 = (‖x‖ - ‖y‖) ^ 2
⊢ inner x y = ‖x‖ * ‖y‖

Tactic:
calc
  ⟪x, y⟫ = ((‖x‖ + ‖y‖) ^ 2 - ‖x‖ ^ 2 - ‖y‖ ^ 2) / 2 := by linarith
  _ = ‖x‖ * ‖y‖ := by ring

Result:
no goals

Proof state:
V : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup V
inst✝ : InnerProductSpace ℝ V
x y : V
hx : x ≠ 0
hy : y ≠ 0
⊢ ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖| ↔ angle x y = 0

Tactic:
refine ⟨fun h => ?_, norm_sub_eq_abs_sub_norm_of_angle_eq_zero⟩

Result:
V : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup V
inst✝ : InnerProductSpace ℝ V
x y : V
hx : x ≠ 0
hy : y ≠ 0
h : ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖|
⊢ angle x y = 0

Proof state:
V : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup V
inst✝ : InnerProductSpace ℝ V
x y : V
hx : x ≠ 0
hy : y ≠ 0
h : ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖|
⊢ inner x y = ‖x‖ * ‖y‖

Tactic:
have h1 : ‖x - y‖ ^ 2 = (‖x‖ - ‖y‖) ^ 2 := by
  rw [h]
  exact sq_abs (‖x‖ - ‖y‖)

Result:
V : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup V
inst✝ : InnerProductSpace ℝ V
x y : V
hx : x ≠ 0
hy : y ≠ 0
h : ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖|
h1 : ‖x - y‖ ^ 2 = (‖x‖ - ‖y‖) ^ 2
⊢ inner x y = ‖x‖ * ‖y‖

Proof state:
V : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup V
inst✝ : InnerProductSpace ℝ V
x y : V
hx : x ≠ 0
hy : y ≠ 0
h : ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖|
h1 : ‖x‖ ^ 2 - 2 * inner x y + ‖y‖ ^ 2 = (‖x‖ - ‖y‖) ^ 2
⊢ inner x y = ((‖x‖ + ‖y‖) ^ 2 - ‖x‖ ^ 2 - ‖y‖ ^ 2) / 2

Tactic:
linarith

Result:
no goals

Proof state:
V : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup V
inst✝ : InnerProductSpace ℝ V
x y : V
hx : x ≠ 0
hy : y ≠ 0
h : ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖|
h1 : ‖x - y‖ ^ 2 = (‖x‖ - ‖y‖) ^ 2
⊢ inner x y = ‖x‖ * ‖y‖

Tactic:
rw [norm_sub_pow_two_real] at h1

Result:
V : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup V
inst✝ : InnerProductSpace ℝ V
x y : V
hx : x ≠ 0
hy : y ≠ 0
h : ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖|
h1 : ‖x‖ ^ 2 - 2 * inner x y + ‖y‖ ^ 2 = (‖x‖ - ‖y‖) ^ 2
⊢ inner x y = ‖x‖ * ‖y‖

Proof state:
V : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup V
inst✝ : InnerProductSpace ℝ V
x y : V
hx : x ≠ 0
hy : y ≠ 0
h : ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖|
⊢ |‖x‖ - ‖y‖| ^ 2 = (‖x‖ - ‖y‖) ^ 2

Tactic:
exact sq_abs (‖x‖ - ‖y‖)

Result:
no goals

Proof state:
V : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup V
inst✝ : InnerProductSpace ℝ V
x y : V
hx : x ≠ 0
hy : y ≠ 0
h : ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖|
⊢ angle x y = 0

Tactic:
rw [← inner_eq_mul_norm_iff_angle_eq_zero hx hy]

Result:
V : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup V
inst✝ : InnerProductSpace ℝ V
x y : V
hx : x ≠ 0
hy : y ≠ 0
h : ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖|
⊢ inner x y = ‖x‖ * ‖y‖

Proof state:
V : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup V
inst✝ : InnerProductSpace ℝ V
x y : V
hx : x ≠ 0
hy : y ≠ 0
h : ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖|
h1 : ‖x‖ ^ 2 - 2 * inner x y + ‖y‖ ^ 2 = (‖x‖ - ‖y‖) ^ 2
⊢ ((‖x‖ + ‖y‖) ^ 2 - ‖x‖ ^ 2 - ‖y‖ ^ 2) / 2 = ‖x‖ * ‖y‖

Tactic:
ring

Result:
no goals

Proof state:
V : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup V
inst✝ : InnerProductSpace ℝ V
x y : V
hx : x ≠ 0
hy : y ≠ 0
h : ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖|
⊢ ‖x - y‖ ^ 2 = (‖x‖ - ‖y‖) ^ 2

Tactic:
rw [h]

Result:
V : Type u_1
inst✝¹ : NormedAddCommGroup V
inst✝ : InnerProductSpace ℝ V
x y : V
hx : x ≠ 0
hy : y ≠ 0
h : ‖x - y‖ = |‖x‖ - ‖y‖|
⊢ |‖x‖ - ‖y‖| ^ 2 = (‖x‖ - ‖y‖) ^ 2