-- Mathlib/Analysis/Convex/Side.lean
theorem wOppSide_iff_exists_wbtw {s : AffineSubspace R P} {x y : P} :
    s.WOppSide x y ↔ ∃ p ∈ s, Wbtw R x p y

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
h : x = p₁
⊢ ∃ p ∈ s, Wbtw R p₁ p y

Tactic:
exact ⟨p₁, hp₁, wbtw_self_left _ _ _⟩

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
r₁ r₂ : R
hr₁ : 0 < r₁
hr₂ : 0 < r₂
h : r₁ • (x -ᵥ p₁) = r₂ • (p₂ -ᵥ y)
⊢ 0 ≤ r₂ / (r₁ + r₂)

Tactic:
positivity

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.inr.inr.intro.intro.intro.intro.refine_1
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
r₁ r₂ : R
hr₁ : 0 < r₁
hr₂ : 0 < r₂
h : r₁ • (x -ᵥ p₁) = r₂ • (p₂ -ᵥ y)
this : (r₂ / (r₁ + r₂)) • (y -ᵥ p₂ + (p₂ -ᵥ p₁) - (x -ᵥ p₁)) + (x -ᵥ p₁) = (r₂ / (r₁ + r₂)) • (p₂ -ᵥ p₁)
⊢ (lineMap x y) (r₂ / (r₁ + r₂)) ∈ s

Tactic:
rw [lineMap_apply, ← vsub_vadd x p₁, ← vsub_vadd y p₂, vsub_vadd_eq_vsub_sub, vadd_vsub_assoc,
  ← vadd_assoc, vadd_eq_add, this]

Result:
case intro.intro.intro.intro.inr.inr.intro.intro.intro.intro.refine_1
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
r₁ r₂ : R
hr₁ : 0 < r₁
hr₂ : 0 < r₂
h : r₁ • (x -ᵥ p₁) = r₂ • (p₂ -ᵥ y)
this : (r₂ / (r₁ + r₂)) • (y -ᵥ p₂ + (p₂ -ᵥ p₁) - (x -ᵥ p₁)) + (x -ᵥ p₁) = (r₂ / (r₁ + r₂)) • (p₂ -ᵥ p₁)
⊢ (r₂ / (r₁ + r₂)) • (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ p₁ ∈ s

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.inr.inr.intro.intro.intro.intro.refine_2
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
r₁ r₂ : R
hr₁ : 0 < r₁
hr₂ : 0 < r₂
h : r₁ • (x -ᵥ p₁) = r₂ • (p₂ -ᵥ y)
⊢ Wbtw R x ((lineMap x y) (r₂ / (r₁ + r₂))) y

Tactic:
exact Set.mem_image_of_mem _
  ⟨by positivity,
    div_le_one_of_le₀ (le_add_of_nonneg_left hr₁.le) (Left.add_pos hr₁ hr₂).le⟩

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.inr.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
h : p₂ = y
⊢ ∃ p ∈ s, Wbtw R x p y

Tactic:
rw [← h]

Result:
case intro.intro.intro.intro.inr.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
h : p₂ = y
⊢ ∃ p ∈ s, Wbtw R x p p₂

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
h : x = p₁
⊢ ∃ p ∈ s, Wbtw R x p y

Tactic:
rw [h]

Result:
case intro.intro.intro.intro.inl
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
h : x = p₁
⊢ ∃ p ∈ s, Wbtw R p₁ p y