-- Mathlib/RingTheory/DividedPowers/Basic.lean
theorem dpow_sum' {M : Type*} [AddCommMonoid M] {I : AddSubmonoid M} (dpow : ℕ → M → A)
    (dpow_zero : ∀ {x} (_ : x ∈ I), dpow 0 x = 1)
    (dpow_add : ∀ {n x y} (_ : x ∈ I) (_ : y ∈ I),
      dpow n (x + y) = (antidiagonal n).sum fun k ↦ dpow k.1 x * dpow k.2 y)
    (dpow_eval_zero : ∀ {n : ℕ} (_ : n ≠ 0), dpow n 0 = 0)
    {ι : Type*} [DecidableEq ι] {s : Finset ι} {x : ι → M} (hx : ∀ i ∈ s, x i ∈ I) {n : ℕ} :
    dpow n (s.sum x) = (s.sym n).sum fun k ↦ s.prod fun i ↦ dpow (Multiset.count i k) (x i)

Proof state:
case insert
A : Type u_1
inst✝² : CommSemiring A
M : Type u_2
inst✝¹ : AddCommMonoid M
I : AddSubmonoid M
dpow : ℕ → M → A
dpow_zero : ∀ {x : M}, x ∈ I → dpow 0 x = 1
dpow_eval_zero : ∀ {n : ℕ}, n ≠ 0 → dpow n 0 = 0
ι : Type u_3
inst✝ : DecidableEq ι
x : ι → M
dpow_add : ∀ {n : ℕ} {x y : M}, x ∈ I → y ∈ I → dpow n (x + y) = ∑ x_3 ∈ range n.succ, dpow x_3 x * dpow (n - x_3) y
a : ι
s : Finset ι
ha : a ∉ s
ih : (∀ i ∈ s, x i ∈ I) → ∀ {n : ℕ}, dpow n (s.sum x) = ∑ k ∈ s.sym n, ∏ i ∈ s, dpow (Multiset.count i ↑k) (x i)
hx : ∀ i ∈ insert a s, x i ∈ I
n : ℕ
⊢ dpow n ((insert a s).sum x) = ∑ k ∈ (insert a s).sym n, ∏ i ∈ insert a s, dpow (Multiset.count i ↑k) (x i)

Tactic:
have hx' : ∀ i, i ∈ s → x i ∈ I := fun i hi ↦ hx i (mem_insert_of_mem hi)

Result:
case insert
A : Type u_1
inst✝² : CommSemiring A
M : Type u_2
inst✝¹ : AddCommMonoid M
I : AddSubmonoid M
dpow : ℕ → M → A
dpow_zero : ∀ {x : M}, x ∈ I → dpow 0 x = 1
dpow_eval_zero : ∀ {n : ℕ}, n ≠ 0 → dpow n 0 = 0
ι : Type u_3
inst✝ : DecidableEq ι
x : ι → M
dpow_add : ∀ {n : ℕ} {x y : M}, x ∈ I → y ∈ I → dpow n (x + y) = ∑ x_3 ∈ range n.succ, dpow x_3 x * dpow (n - x_3) y
a : ι
s : Finset ι
ha : a ∉ s
ih : (∀ i ∈ s, x i ∈ I) → ∀ {n : ℕ}, dpow n (s.sum x) = ∑ k ∈ s.sym n, ∏ i ∈ s, dpow (Multiset.count i ↑k) (x i)
hx : ∀ i ∈ insert a s, x i ∈ I
n : ℕ
hx' : ∀ i ∈ s, x i ∈ I
⊢ dpow n ((insert a s).sum x) = ∑ k ∈ (insert a s).sym n, ∏ i ∈ insert a s, dpow (Multiset.count i ↑k) (x i)

Proof state:
case neg.h
A : Type u_1
inst✝² : CommSemiring A
M : Type u_2
inst✝¹ : AddCommMonoid M
I : AddSubmonoid M
dpow : ℕ → M → A
dpow_zero : ∀ {x : M}, x ∈ I → dpow 0 x = 1
dpow_eval_zero : ∀ {n : ℕ}, n ≠ 0 → dpow n 0 = 0
ι : Type u_3
inst✝ : DecidableEq ι
x : ι → M
dpow_add : ∀ {n : ℕ} {x y : M}, x ∈ I → y ∈ I → dpow n (x + y) = ∑ x_3 ∈ range n.succ, dpow x_3 x * dpow (n - x_3) y
hx : ∀ i ∈ ∅, x i ∈ I
n : ℕ
hn : ¬n = 0
⊢ n ≠ 0 ∧ ∅ = ∅

Tactic:
exact ⟨hn, rfl⟩

Result:
no goals

Proof state:
case h.e'_4.h.e'_3
A : Type u_1
inst✝² : CommSemiring A
M : Type u_2
inst✝¹ : AddCommMonoid M
I : AddSubmonoid M
dpow : ℕ → M → A
dpow_zero : ∀ {x : M}, x ∈ I → dpow 0 x = 1
dpow_eval_zero : ∀ {n : ℕ}, n ≠ 0 → dpow n 0 = 0
ι : Type u_3
inst✝ : DecidableEq ι
x : ι → M
dpow_add : ∀ {n : ℕ} {x y : M}, x ∈ I → y ∈ I → dpow n (x + y) = ∑ x_3 ∈ range n.succ, dpow x_3 x * dpow (n - x_3) y
a : ι
s : Finset ι
ha : a ∉ s
ih : (∀ i ∈ s, x i ∈ I) → ∀ {n : ℕ}, dpow n (s.sum x) = ∑ k ∈ s.sym n, ∏ i ∈ s, dpow (Multiset.count i ↑k) (x i)
hx : ∀ i ∈ insert a s, x i ∈ I
n : ℕ
hx' : ∀ i ∈ s, x i ∈ I
m : Sym ι n
hm : m ∈ (insert a s).sym n
⊢ s = (insert a s).erase a

Tactic:
rw [erase_insert ha]

Result:
no goals

Proof state:
case neg
A : Type u_1
inst✝² : CommSemiring A
M : Type u_2
inst✝¹ : AddCommMonoid M
I : AddSubmonoid M
dpow : ℕ → M → A
dpow_zero : ∀ {x : M}, x ∈ I → dpow 0 x = 1
dpow_eval_zero : ∀ {n : ℕ}, n ≠ 0 → dpow n 0 = 0
ι : Type u_3
inst✝ : DecidableEq ι
x : ι → M
dpow_add : ∀ {n : ℕ} {x y : M}, x ∈ I → y ∈ I → dpow n (x + y) = ∑ x_3 ∈ range n.succ, dpow x_3 x * dpow (n - x_3) y
hx : ∀ i ∈ ∅, x i ∈ I
n : ℕ
hn : ¬n = 0
⊢ dpow n 0 = ↑(#(∅.sym n))

Tactic:
rw [dpow_eval_zero hn, eq_comm, ← cast_zero]

Result:
case neg
A : Type u_1
inst✝² : CommSemiring A
M : Type u_2
inst✝¹ : AddCommMonoid M
I : AddSubmonoid M
dpow : ℕ → M → A
dpow_zero : ∀ {x : M}, x ∈ I → dpow 0 x = 1
dpow_eval_zero : ∀ {n : ℕ}, n ≠ 0 → dpow n 0 = 0
ι : Type u_3
inst✝ : DecidableEq ι
x : ι → M
dpow_add : ∀ {n : ℕ} {x y : M}, x ∈ I → y ∈ I → dpow n (x + y) = ∑ x_3 ∈ range n.succ, dpow x_3 x * dpow (n - x_3) y
hx : ∀ i ∈ ∅, x i ∈ I
n : ℕ
hn : ¬n = 0
⊢ ↑(#(∅.sym n)) = ↑0

Proof state:
case insert.h
A : Type u_1
inst✝² : CommSemiring A
M : Type u_2
inst✝¹ : AddCommMonoid M
I : AddSubmonoid M
dpow : ℕ → M → A
dpow_zero : ∀ {x : M}, x ∈ I → dpow 0 x = 1
dpow_eval_zero : ∀ {n : ℕ}, n ≠ 0 → dpow n 0 = 0
ι : Type u_3
inst✝ : DecidableEq ι
x : ι → M
dpow_add : ∀ {n : ℕ} {x y : M}, x ∈ I → y ∈ I → dpow n (x + y) = ∑ x_3 ∈ range n.succ, dpow x_3 x * dpow (n - x_3) y
a : ι
s : Finset ι
ha : a ∉ s
ih : (∀ i ∈ s, x i ∈ I) → ∀ {n : ℕ}, dpow n (s.sum x) = ∑ k ∈ s.sym n, ∏ i ∈ s, dpow (Multiset.count i ↑k) (x i)
hx : ∀ i ∈ insert a s, x i ∈ I
n : ℕ
hx' : ∀ i ∈ s, x i ∈ I
m : Sym ι n
hm : ∀ a_1 ∈ m, a_1 = a ∨ a_1 ∈ s
⊢ dpow (Multiset.count a ↑m) (x a) * ∏ x_1 ∈ s, dpow (Multiset.count x_1 ↑m) (x x_1) =
    dpow (↑(Sym.filterNe a m).fst) (x a) * ∏ i ∈ s, dpow (Multiset.count i ↑(Sym.filterNe a m).snd) (x i)

Tactic:
apply congr_arg₂ _ rfl

Result:
case insert.h
A : Type u_1
inst✝² : CommSemiring A
M : Type u_2
inst✝¹ : AddCommMonoid M
I : AddSubmonoid M
dpow : ℕ → M → A
dpow_zero : ∀ {x : M}, x ∈ I → dpow 0 x = 1
dpow_eval_zero : ∀ {n : ℕ}, n ≠ 0 → dpow n 0 = 0
ι : Type u_3
inst✝ : DecidableEq ι
x : ι → M
dpow_add : ∀ {n : ℕ} {x y : M}, x ∈ I → y ∈ I → dpow n (x + y) = ∑ x_3 ∈ range n.succ, dpow x_3 x * dpow (n - x_3) y
a : ι
s : Finset ι
ha : a ∉ s
ih : (∀ i ∈ s, x i ∈ I) → ∀ {n : ℕ}, dpow n (s.sum x) = ∑ k ∈ s.sym n, ∏ i ∈ s, dpow (Multiset.count i ↑k) (x i)
hx : ∀ i ∈ insert a s, x i ∈ I
n : ℕ
hx' : ∀ i ∈ s, x i ∈ I
m : Sym ι n
hm : ∀ a_1 ∈ m, a_1 = a ∨ a_1 ∈ s
⊢ ∏ x_1 ∈ s, dpow (Multiset.count x_1 ↑m) (x x_1) = ∏ i ∈ s, dpow (Multiset.count i ↑(Sym.filterNe a m).snd) (x i)

Proof state:
A : Type u_1
inst✝² : CommSemiring A
M : Type u_2
inst✝¹ : AddCommMonoid M
I : AddSubmonoid M
dpow : ℕ → M → A
dpow_zero : ∀ {x : M}, x ∈ I → dpow 0 x = 1
dpow_eval_zero : ∀ {n : ℕ}, n ≠ 0 → dpow n 0 = 0
ι : Type u_3
inst✝ : DecidableEq ι
x : ι → M
dpow_add : ∀ {n : ℕ} {x y : M}, x ∈ I → y ∈ I → dpow n (x + y) = ∑ x_3 ∈ range n.succ, dpow x_3 x * dpow (n - x_3) y
a : ι
s : Finset ι
ha : a ∉ s
ih : (∀ i ∈ s, x i ∈ I) → ∀ {n : ℕ}, dpow n (s.sum x) = ∑ k ∈ s.sym n, ∏ i ∈ s, dpow (Multiset.count i ↑k) (x i)
hx : ∀ i ∈ insert a s, x i ∈ I
n : ℕ
hx' : ∀ i ∈ s, x i ∈ I
⊢ ∀ (m : Sym ι n) (hm : m ∈ (insert a s).sym n),
    ((fun m x => Sym.filterNe a m) m hm).snd ∈ s.sym (n - ↑((fun m x => Sym.filterNe a m) m hm).fst)

Tactic:
intro m hm

Result:
A : Type u_1
inst✝² : CommSemiring A
M : Type u_2
inst✝¹ : AddCommMonoid M
I : AddSubmonoid M
dpow : ℕ → M → A
dpow_zero : ∀ {x : M}, x ∈ I → dpow 0 x = 1
dpow_eval_zero : ∀ {n : ℕ}, n ≠ 0 → dpow n 0 = 0
ι : Type u_3
inst✝ : DecidableEq ι
x : ι → M
dpow_add : ∀ {n : ℕ} {x y : M}, x ∈ I → y ∈ I → dpow n (x + y) = ∑ x_3 ∈ range n.succ, dpow x_3 x * dpow (n - x_3) y
a : ι
s : Finset ι
ha : a ∉ s
ih : (∀ i ∈ s, x i ∈ I) → ∀ {n : ℕ}, dpow n (s.sum x) = ∑ k ∈ s.sym n, ∏ i ∈ s, dpow (Multiset.count i ↑k) (x i)
hx : ∀ i ∈ insert a s, x i ∈ I
n : ℕ
hx' : ∀ i ∈ s, x i ∈ I
m : Sym ι n
hm : m ∈ (insert a s).sym n
⊢ ((fun m x => Sym.filterNe a m) m hm).snd ∈ s.sym (n - ↑((fun m x => Sym.filterNe a m) m hm).fst)