-- Mathlib/Topology/ShrinkingLemma.lean
theorem exists_gt [NormalSpace X] (v : PartialRefinement u s ⊤) (hs : IsClosed s)
    (i : ι) (hi : i ∉ v.carrier) :
    ∃ v' : PartialRefinement u s ⊤, v < v'

Proof state:
case intro.intro.intro.refine_2
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
I : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ v.toFun i
C : IsClosed (s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ)
vi : Set X
ovi : IsOpen vi
hvi : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ vi
cvi : closure vi ⊆ v.toFun i
⊢ s ⊆ ⋃ i_1, update v.toFun i vi i_1

Tactic:
refine fun x hx => mem_iUnion.2 ?_

Result:
case intro.intro.intro.refine_2
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
I : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ v.toFun i
C : IsClosed (s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ)
vi : Set X
ovi : IsOpen vi
hvi : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ vi
cvi : closure vi ⊆ v.toFun i
x : X
hx : x ∈ s
⊢ ∃ i_1, x ∈ update v.toFun i vi i_1

Proof state:
case intro.intro.intro.refine_2.inr
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
I : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ v.toFun i
C : IsClosed (s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ)
vi : Set X
ovi : IsOpen vi
hvi : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ vi
cvi : closure vi ⊆ v.toFun i
x : X
hx : x ∈ s
h : ¬∃ j, j ≠ i ∧ x ∈ v.toFun j
⊢ ∃ i_1, x ∈ update v.toFun i vi i_1

Tactic:
push_neg at h

Result:
case intro.intro.intro.refine_2.inr
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
I : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ v.toFun i
C : IsClosed (s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ)
vi : Set X
ovi : IsOpen vi
hvi : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ vi
cvi : closure vi ⊆ v.toFun i
x : X
hx : x ∈ s
h : ∀ (j : ι), j ≠ i → x ∉ v.toFun j
⊢ ∃ i_1, x ∈ update v.toFun i vi i_1

Proof state:
case intro.intro.intro.refine_1
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
I : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ v.toFun i
C : IsClosed (s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ)
vi : Set X
ovi : IsOpen vi
hvi : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ vi
cvi : closure vi ⊆ v.toFun i
⊢ ∀ (i_1 : ι), IsOpen (update v.toFun i vi i_1)

Tactic:
intro j

Result:
case intro.intro.intro.refine_1
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
I : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ v.toFun i
C : IsClosed (s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ)
vi : Set X
ovi : IsOpen vi
hvi : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ vi
cvi : closure vi ⊆ v.toFun i
j : ι
⊢ IsOpen (update v.toFun i vi j)

Proof state:
case intro.intro.intro.refine_3.inl
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
vi : Set X
ovi : IsOpen vi
j : ι
hi : j ∉ v.carrier
I : s ∩ ⋂ j_1, ⋂ (_ : j_1 ≠ j), (v.toFun j_1)ᶜ ⊆ v.toFun j
C : IsClosed (s ∩ ⋂ j_1, ⋂ (_ : j_1 ≠ j), (v.toFun j_1)ᶜ)
hvi : s ∩ ⋂ j_1, ⋂ (_ : j_1 ≠ j), (v.toFun j_1)ᶜ ⊆ vi
cvi : closure vi ⊆ v.toFun j
⊢ closure (update v.toFun j vi j) ⊆ u j

Tactic:
rwa [update_self, ← v.apply_eq hi]

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.refine_4
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
I : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ v.toFun i
C : IsClosed (s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ)
vi : Set X
ovi : IsOpen vi
hvi : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ vi
cvi : closure vi ⊆ v.toFun i
⊢ ∀ {i_1 : ι}, i_1 ∈ insert i v.carrier → ⊤ (update v.toFun i vi i_1)

Tactic:
exact fun _ => trivial

Result:
no goals

Proof state:
case intro
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
x : X
hxs : x ∈ s
H : ∀ (i_1 : ι), i_1 ≠ i → x ∈ (v.toFun i_1)ᶜ
j : ι
hj : x ∈ v.toFun j
⊢ x ∈ v.toFun i

Tactic:
exact (em (j = i)).elim (fun h => h ▸ hj) fun h => (H j h hj).elim

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.refine_5
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
I : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ v.toFun i
C : IsClosed (s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ)
vi : Set X
ovi : IsOpen vi
hvi : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ vi
cvi : closure vi ⊆ v.toFun i
⊢ ∀ {i_1 : ι}, i_1 ∉ insert i v.carrier → update v.toFun i vi i_1 = u i_1

Tactic:
intro j hj

Result:
case intro.intro.intro.refine_5
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
I : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ v.toFun i
C : IsClosed (s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ)
vi : Set X
ovi : IsOpen vi
hvi : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ vi
cvi : closure vi ⊆ v.toFun i
j : ι
hj : j ∉ insert i v.carrier
⊢ update v.toFun i vi j = u j

Proof state:
case intro.intro.intro.refine_1
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
I : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ v.toFun i
C : IsClosed (s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ)
vi : Set X
ovi : IsOpen vi
hvi : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ vi
cvi : closure vi ⊆ v.toFun i
j : ι
⊢ IsOpen (update v.toFun i vi j)

Tactic:
rcases eq_or_ne j i with (rfl| hne) <;> simp [*, v.isOpen]

Result:
no goals

Proof state:
case h
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
I : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ v.toFun i
C : IsClosed (s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ)
vi : Set X
ovi : IsOpen vi
hvi : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ vi
cvi : closure vi ⊆ v.toFun i
x : X
hx : x ∈ s
h : ∀ (j : ι), j ≠ i → x ∉ v.toFun j
⊢ x ∈ update v.toFun i vi i

Tactic:
rw [update_self]

Result:
case h
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
I : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ v.toFun i
C : IsClosed (s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ)
vi : Set X
ovi : IsOpen vi
hvi : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ vi
cvi : closure vi ⊆ v.toFun i
x : X
hx : x ∈ s
h : ∀ (j : ι), j ≠ i → x ∉ v.toFun j
⊢ x ∈ vi

Proof state:
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
⊢ ∃ v', v < v'

Tactic:
have I : (s ∩ ⋂ (j) (_ : j ≠ i), (v j)ᶜ) ⊆ v i := by
  simp only [subset_def, mem_inter_iff, mem_iInter, and_imp]
  intro x hxs H
  rcases mem_iUnion.1 (v.subset_iUnion hxs) with ⟨j, hj⟩
  exact (em (j = i)).elim (fun h => h ▸ hj) fun h => (H j h hj).elim

Result:
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝ : NormalSpace X
v : PartialRefinement u s ⊤
hs : IsClosed s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
I : s ∩ ⋂ j, ⋂ (_ : j ≠ i), (v.toFun j)ᶜ ⊆ v.toFun i
⊢ ∃ v', v < v'