-- Mathlib/MeasureTheory/Covering/Vitali.lean
theorem exists_disjoint_subfamily_covering_enlargement (B : ι → Set α) (t : Set ι) (δ : ι → ℝ)
    (τ : ℝ) (hτ : 1 < τ) (δnonneg : ∀ a ∈ t, 0 ≤ δ a) (R : ℝ) (δle : ∀ a ∈ t, δ a ≤ R)
    (hne : ∀ a ∈ t, (B a).Nonempty) :
    ∃ u ⊆ t,
      u.PairwiseDisjoint B ∧ ∀ a ∈ t, ∃ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ b

Proof state:
case intro.intro.intro.refine_3
α : Type u_1
ι : Type u_2
B : ι → Set α
t : Set ι
δ : ι → ℝ
τ : ℝ
hτ : 1 < τ
δnonneg : ∀ a ∈ t, 0 ≤ δ a
R : ℝ
δle : ∀ a ∈ t, δ a ≤ R
hne : ∀ a ∈ t, (B a).Nonempty
T : Set (Set ι) :=
  {u |
    u ⊆ t ∧
      u.PairwiseDisjoint B ∧ ∀ a ∈ t, ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → ∃ c ∈ u, (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c}
u : Set ι
hu : Maximal (fun x => x ∈ T) u
A : Set ι := {a' | a' ∈ t ∧ ∀ c ∈ u, Disjoint (B a') (B c)}
Anonempty : A.Nonempty
m : ℝ := sSup (δ '' A)
bddA : BddAbove (δ '' A)
a' : ι
a'A : a' ∈ A
ha' : m / τ ≤ δ a'
a'_ne_u : a' ∉ u
c : ι
ct : c ∈ t
b : ι
ba'u : b ∈ insert a' u
hcb : (B c ∩ B b).Nonempty
⊢ ∃ c_1 ∈ insert a' u, (B c ∩ B c_1).Nonempty ∧ δ c ≤ τ * δ c_1

Tactic:
by_cases H : ∃ d ∈ u, (B c ∩ B d).Nonempty

Result:
case pos
α : Type u_1
ι : Type u_2
B : ι → Set α
t : Set ι
δ : ι → ℝ
τ : ℝ
hτ : 1 < τ
δnonneg : ∀ a ∈ t, 0 ≤ δ a
R : ℝ
δle : ∀ a ∈ t, δ a ≤ R
hne : ∀ a ∈ t, (B a).Nonempty
T : Set (Set ι) :=
  {u |
    u ⊆ t ∧
      u.PairwiseDisjoint B ∧ ∀ a ∈ t, ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → ∃ c ∈ u, (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c}
u : Set ι
hu : Maximal (fun x => x ∈ T) u
A : Set ι := {a' | a' ∈ t ∧ ∀ c ∈ u, Disjoint (B a') (B c)}
Anonempty : A.Nonempty
m : ℝ := sSup (δ '' A)
bddA : BddAbove (δ '' A)
a' : ι
a'A : a' ∈ A
ha' : m / τ ≤ δ a'
a'_ne_u : a' ∉ u
c : ι
ct : c ∈ t
b : ι
ba'u : b ∈ insert a' u
hcb : (B c ∩ B b).Nonempty
H : ∃ d ∈ u, (B c ∩ B d).Nonempty
⊢ ∃ c_1 ∈ insert a' u, (B c ∩ B c_1).Nonempty ∧ δ c ≤ τ * δ c_1

case neg
α : Type u_1
ι : Type u_2
B : ι → Set α
t : Set ι
δ : ι → ℝ
τ : ℝ
hτ : 1 < τ
δnonneg : ∀ a ∈ t, 0 ≤ δ a
R : ℝ
δle : ∀ a ∈ t, δ a ≤ R
hne : ∀ a ∈ t, (B a).Nonempty
T : Set (Set ι) :=
  {u |
    u ⊆ t ∧
      u.PairwiseDisjoint B ∧ ∀ a ∈ t, ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → ∃ c ∈ u, (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c}
u : Set ι
hu : Maximal (fun x => x ∈ T) u
A : Set ι := {a' | a' ∈ t ∧ ∀ c ∈ u, Disjoint (B a') (B c)}
Anonempty : A.Nonempty
m : ℝ := sSup (δ '' A)
bddA : BddAbove (δ '' A)
a' : ι
a'A : a' ∈ A
ha' : m / τ ≤ δ a'
a'_ne_u : a' ∉ u
c : ι
ct : c ∈ t
b : ι
ba'u : b ∈ insert a' u
hcb : (B c ∩ B b).Nonempty
H : ¬∃ d ∈ u, (B c ∩ B d).Nonempty
⊢ ∃ c_1 ∈ insert a' u, (B c ∩ B c_1).Nonempty ∧ δ c ≤ τ * δ c_1

Proof state:
case intro
α : Type u_1
ι : Type u_2
B : ι → Set α
t : Set ι
δ : ι → ℝ
τ : ℝ
hτ : 1 < τ
δnonneg : ∀ a ∈ t, 0 ≤ δ a
R : ℝ
δle : ∀ a ∈ t, δ a ≤ R
hne : ∀ a ∈ t, (B a).Nonempty
T : Set (Set ι) :=
  {u |
    u ⊆ t ∧
      u.PairwiseDisjoint B ∧ ∀ a ∈ t, ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → ∃ c ∈ u, (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c}
u : Set ι
hu : Maximal (fun x => x ∈ T) u
a : ι
hat : a ∈ t
hcon : ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → τ * δ b < δ a
a_disj : ∀ c ∈ u, Disjoint (B a) (B c)
A : Set ι := {a' | a' ∈ t ∧ ∀ c ∈ u, Disjoint (B a') (B c)}
⊢ False

Tactic:
have Anonempty : A.Nonempty := ⟨a, hat, a_disj⟩

Result:
case intro
α : Type u_1
ι : Type u_2
B : ι → Set α
t : Set ι
δ : ι → ℝ
τ : ℝ
hτ : 1 < τ
δnonneg : ∀ a ∈ t, 0 ≤ δ a
R : ℝ
δle : ∀ a ∈ t, δ a ≤ R
hne : ∀ a ∈ t, (B a).Nonempty
T : Set (Set ι) :=
  {u |
    u ⊆ t ∧
      u.PairwiseDisjoint B ∧ ∀ a ∈ t, ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → ∃ c ∈ u, (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c}
u : Set ι
hu : Maximal (fun x => x ∈ T) u
a : ι
hat : a ∈ t
hcon : ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → τ * δ b < δ a
a_disj : ∀ c ∈ u, Disjoint (B a) (B c)
A : Set ι := {a' | a' ∈ t ∧ ∀ c ∈ u, Disjoint (B a') (B c)}
Anonempty : A.Nonempty
⊢ False

Proof state:
case intro.intro
α : Type u_1
ι : Type u_2
B : ι → Set α
t : Set ι
δ : ι → ℝ
τ : ℝ
hτ : 1 < τ
δnonneg : ∀ a ∈ t, 0 ≤ δ a
R : ℝ
δle : ∀ a ∈ t, δ a ≤ R
hne : ∀ a ∈ t, (B a).Nonempty
T : Set (Set ι) :=
  {u |
    u ⊆ t ∧
      u.PairwiseDisjoint B ∧ ∀ a ∈ t, ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → ∃ c ∈ u, (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c}
u : Set ι
hu : Maximal (fun x => x ∈ T) u
a : ι
hat : a ∈ t
hcon : ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → τ * δ b < δ a
a_disj : ∀ c ∈ u, Disjoint (B a) (B c)
A : Set ι := {a' | a' ∈ t ∧ ∀ c ∈ u, Disjoint (B a') (B c)}
Anonempty : A.Nonempty
m : ℝ := sSup (δ '' A)
a' : ι
ha' : a' ∈ A
xA : δ a' ∈ δ '' A
⊢ δ a' ≤ R

Tactic:
exact δle a' ha'.1

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.refine_3
α : Type u_1
ι : Type u_2
B : ι → Set α
t : Set ι
δ : ι → ℝ
τ : ℝ
hτ : 1 < τ
δnonneg : ∀ a ∈ t, 0 ≤ δ a
R : ℝ
δle : ∀ a ∈ t, δ a ≤ R
hne : ∀ a ∈ t, (B a).Nonempty
T : Set (Set ι) :=
  {u |
    u ⊆ t ∧
      u.PairwiseDisjoint B ∧ ∀ a ∈ t, ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → ∃ c ∈ u, (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c}
u : Set ι
hu : Maximal (fun x => x ∈ T) u
A : Set ι := {a' | a' ∈ t ∧ ∀ c ∈ u, Disjoint (B a') (B c)}
Anonempty : A.Nonempty
m : ℝ := sSup (δ '' A)
bddA : BddAbove (δ '' A)
a' : ι
a'A : a' ∈ A
ha' : m / τ ≤ δ a'
a'_ne_u : a' ∉ u
⊢ ∀ a ∈ t, ∀ b ∈ insert a' u, (B a ∩ B b).Nonempty → ∃ c ∈ insert a' u, (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c

Tactic:
intro c ct b ba'u hcb

Result:
case intro.intro.intro.refine_3
α : Type u_1
ι : Type u_2
B : ι → Set α
t : Set ι
δ : ι → ℝ
τ : ℝ
hτ : 1 < τ
δnonneg : ∀ a ∈ t, 0 ≤ δ a
R : ℝ
δle : ∀ a ∈ t, δ a ≤ R
hne : ∀ a ∈ t, (B a).Nonempty
T : Set (Set ι) :=
  {u |
    u ⊆ t ∧
      u.PairwiseDisjoint B ∧ ∀ a ∈ t, ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → ∃ c ∈ u, (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c}
u : Set ι
hu : Maximal (fun x => x ∈ T) u
A : Set ι := {a' | a' ∈ t ∧ ∀ c ∈ u, Disjoint (B a') (B c)}
Anonempty : A.Nonempty
m : ℝ := sSup (δ '' A)
bddA : BddAbove (δ '' A)
a' : ι
a'A : a' ∈ A
ha' : m / τ ≤ δ a'
a'_ne_u : a' ∉ u
c : ι
ct : c ∈ t
b : ι
ba'u : b ∈ insert a' u
hcb : (B c ∩ B b).Nonempty
⊢ ∃ c_1 ∈ insert a' u, (B c ∩ B c_1).Nonempty ∧ δ c ≤ τ * δ c_1

Proof state:
case intro.intro.intro
α : Type u_1
ι : Type u_2
B : ι → Set α
t : Set ι
δ : ι → ℝ
τ : ℝ
hτ : 1 < τ
δnonneg : ∀ a ∈ t, 0 ≤ δ a
R : ℝ
δle : ∀ a ∈ t, δ a ≤ R
hne : ∀ a ∈ t, (B a).Nonempty
T : Set (Set ι) :=
  {u |
    u ⊆ t ∧
      u.PairwiseDisjoint B ∧ ∀ a ∈ t, ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → ∃ c ∈ u, (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c}
u : Set ι
hu : Maximal (fun x => x ∈ T) u
a : ι
hat : a ∈ t
hcon : ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → τ * δ b < δ a
c : ι
hc : c ∈ u
h : (B a ∩ B c).Nonempty
d : ι
du : d ∈ u
ad : (B a ∩ B d).Nonempty
hd : δ a ≤ τ * δ d
⊢ False

Tactic:
exact lt_irrefl _ ((hcon d du ad).trans_le hd)

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
ι : Type u_2
B : ι → Set α
t : Set ι
δ : ι → ℝ
τ : ℝ
hτ : 1 < τ
δnonneg : ∀ a ∈ t, 0 ≤ δ a
R : ℝ
δle : ∀ a ∈ t, δ a ≤ R
hne : ∀ a ∈ t, (B a).Nonempty
T : Set (Set ι) :=
  {u |
    u ⊆ t ∧
      u.PairwiseDisjoint B ∧ ∀ a ∈ t, ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → ∃ c ∈ u, (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c}
U : Set (Set ι)
UT : U ⊆ T
hU : IsChain (fun x1 x2 => x1 ⊆ x2) U
⊢ (∀ t' ∈ U, t' ⊆ t) ∧
    (⋃₀ U).PairwiseDisjoint B ∧
      ∀ a ∈ t,
        ∀ (b : ι), ∀ x ∈ U, b ∈ x → (B a ∩ B b).Nonempty → ∃ c, (∃ t ∈ U, c ∈ t) ∧ (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c

Tactic:
refine
  ⟨fun u hu => (UT hu).1, (pairwiseDisjoint_sUnion hU.directedOn).2 fun u hu => (UT hu).2.1,
    fun a hat b u uU hbu hab => ?_⟩

Result:
α : Type u_1
ι : Type u_2
B : ι → Set α
t : Set ι
δ : ι → ℝ
τ : ℝ
hτ : 1 < τ
δnonneg : ∀ a ∈ t, 0 ≤ δ a
R : ℝ
δle : ∀ a ∈ t, δ a ≤ R
hne : ∀ a ∈ t, (B a).Nonempty
T : Set (Set ι) :=
  {u |
    u ⊆ t ∧
      u.PairwiseDisjoint B ∧ ∀ a ∈ t, ∀ b ∈ u, (B a ∩ B b).Nonempty → ∃ c ∈ u, (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c}
U : Set (Set ι)
UT : U ⊆ T
hU : IsChain (fun x1 x2 => x1 ⊆ x2) U
a : ι
hat : a ∈ t
b : ι
u : Set ι
uU : u ∈ U
hbu : b ∈ u
hab : (B a ∩ B b).Nonempty
⊢ ∃ c, (∃ t ∈ U, c ∈ t) ∧ (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c