-- Mathlib/Topology/ShrinkingLemma.lean
theorem exists_gt_t2space (v : PartialRefinement u s (fun w => IsCompact (closure w)))
    (hs : IsCompact s) (i : ι) (hi : i ∉ v.carrier) :
    ∃ v' : PartialRefinement u s (fun w => IsCompact (closure w)),
      v < v' ∧ IsCompact (closure (v' i))

Proof state:
case neg.left
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
v : PartialRefinement u s fun w => IsCompact (closure w)
hs : IsCompact s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
si : Set X := s ∩ (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)ᶜ
hsi : si = s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
hsic : IsCompact si
this : si ⊆ v.toFun i
vi : Set X
hvi : IsOpen vi ∧ si ⊆ vi ∧ closure vi ⊆ v.toFun i ∧ IsCompact (closure vi)
j : ι
hj : j = i ∨ j ∈ v.carrier
h : ¬j = i
⊢ j = i → IsCompact (closure (update v.toFun i vi j))

Tactic:
intro hji

Result:
case neg.left
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
v : PartialRefinement u s fun w => IsCompact (closure w)
hs : IsCompact s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
si : Set X := s ∩ (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)ᶜ
hsi : si = s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
hsic : IsCompact si
this : si ⊆ v.toFun i
vi : Set X
hvi : IsOpen vi ∧ si ⊆ vi ∧ closure vi ⊆ v.toFun i ∧ IsCompact (closure vi)
j : ι
hj : j = i ∨ j ∈ v.carrier
h : ¬j = i
hji : j = i
⊢ IsCompact (closure (update v.toFun i vi j))

Proof state:
case intro
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
v : PartialRefinement u s fun w => IsCompact (closure w)
hs : IsCompact s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
si : Set X := s ∩ (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)ᶜ
hsi : si = s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
hsic : IsCompact si
x : X
hx : x ∈ si
this : ∀ (j : ι), j ≠ i → x ∉ v.toFun j
j : ι
hj : x ∈ v.toFun j
⊢ x ∈ v.toFun i

Tactic:
obtain rfl : j = i := by
  by_contra! h
  exact this j h hj

Result:
case intro
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
v : PartialRefinement u s fun w => IsCompact (closure w)
hs : IsCompact s
x : X
j : ι
hj : x ∈ v.toFun j
hi : j ∉ v.carrier
si : Set X := s ∩ (⋃ j_1, ⋃ (_ : j_1 ≠ j), v.toFun j_1)ᶜ
hsi : si = s ∩ ⋂ i, ⋂ (_ : ¬i = j), (v.toFun i)ᶜ
hsic : IsCompact si
hx : x ∈ si
this : ∀ (j_1 : ι), j_1 ≠ j → x ∉ v.toFun j_1
⊢ x ∈ v.toFun j

Proof state:
case intro.refine_2
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
v : PartialRefinement u s fun w => IsCompact (closure w)
hs : IsCompact s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
si : Set X := s ∩ (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)ᶜ
hsi : si = s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
hsic : IsCompact si
this : si ⊆ v.toFun i
vi : Set X
hvi : IsOpen vi ∧ si ⊆ vi ∧ closure vi ⊆ v.toFun i ∧ IsCompact (closure vi)
⊢ s ⊆ ⋃ i_1, update v.toFun i vi i_1

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

Result:
case intro.refine_2
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
v : PartialRefinement u s fun w => IsCompact (closure w)
hs : IsCompact s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
si : Set X := s ∩ (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)ᶜ
hsi : si = s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
hsic : IsCompact si
this : si ⊆ v.toFun i
vi : Set X
hvi : IsOpen vi ∧ si ⊆ vi ∧ closure vi ⊆ v.toFun i ∧ IsCompact (closure vi)
x : X
hx : x ∈ s
⊢ ∃ i_1, x ∈ update v.toFun i vi i_1

Proof state:
case intro.refine_2
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
v : PartialRefinement u s fun w => IsCompact (closure w)
hs : IsCompact s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
si : Set X := s ∩ (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)ᶜ
hsi : si = s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
hsic : IsCompact si
this : si ⊆ v.toFun i
vi : Set X
hvi : IsOpen vi ∧ si ⊆ vi ∧ closure vi ⊆ v.toFun i ∧ IsCompact (closure vi)
x : X
hx : x ∈ s
⊢ ∃ i_1, x ∈ update v.toFun i vi i_1

Tactic:
rcases em (∃ j ≠ i, x ∈ v j) with (⟨j, hji, hj⟩ | h)

Result:
case intro.refine_2.inl.intro.intro
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
v : PartialRefinement u s fun w => IsCompact (closure w)
hs : IsCompact s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
si : Set X := s ∩ (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)ᶜ
hsi : si = s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
hsic : IsCompact si
this : si ⊆ v.toFun i
vi : Set X
hvi : IsOpen vi ∧ si ⊆ vi ∧ closure vi ⊆ v.toFun i ∧ IsCompact (closure vi)
x : X
hx : x ∈ s
j : ι
hji : j ≠ i
hj : x ∈ v.toFun j
⊢ ∃ i_1, x ∈ update v.toFun i vi i_1

case intro.refine_2.inr
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
v : PartialRefinement u s fun w => IsCompact (closure w)
hs : IsCompact s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
si : Set X := s ∩ (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)ᶜ
hsi : si = s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
hsic : IsCompact si
this : si ⊆ v.toFun i
vi : Set X
hvi : IsOpen vi ∧ si ⊆ vi ∧ closure vi ⊆ v.toFun i ∧ IsCompact (closure vi)
x : X
hx : x ∈ s
h : ¬∃ j, j ≠ i ∧ x ∈ v.toFun j
⊢ ∃ i_1, x ∈ update v.toFun i vi i_1

Proof state:
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
v : PartialRefinement u s fun w => IsCompact (closure w)
hs : IsCompact s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
si : Set X := s ∩ (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)ᶜ
hsi : si = s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
this : IsOpen (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)
⊢ IsClosed (s ∩ (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)ᶜ)

Tactic:
exact IsClosed.inter (IsCompact.isClosed hs) (IsOpen.isClosed_compl this)

Result:
no goals

Proof state:
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
v : PartialRefinement u s fun w => IsCompact (closure w)
hs : IsCompact s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
si : Set X := s ∩ (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)ᶜ
hsi : si = s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
hsic : IsCompact si
x : X
hx : x ∈ si
j : ι
hj : j ≠ i
⊢ x ∉ v.toFun j

Tactic:
rw [hsi] at hx

Result:
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
v : PartialRefinement u s fun w => IsCompact (closure w)
hs : IsCompact s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
si : Set X := s ∩ (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)ᶜ
hsi : si = s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
hsic : IsCompact si
x : X
hx : x ∈ s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
j : ι
hj : j ≠ i
⊢ x ∉ v.toFun j

Proof state:
case h
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
v : PartialRefinement u s fun w => IsCompact (closure w)
hs : IsCompact s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
si : Set X := s ∩ (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)ᶜ
hsi : si = s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
hsic : IsCompact si
x : X
hx : x ∈ s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
j : ι
hj : j ≠ i
⊢ x ∈ (v.toFun j)ᶜ

Tactic:
have hsi' : x ∈ (⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ) := Set.mem_of_mem_inter_right hx

Result:
case h
ι : Type u_1
X : Type u_2
inst✝² : TopologicalSpace X
u : ι → Set X
s : Set X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
v : PartialRefinement u s fun w => IsCompact (closure w)
hs : IsCompact s
i : ι
hi : i ∉ v.carrier
si : Set X := s ∩ (⋃ j, ⋃ (_ : j ≠ i), v.toFun j)ᶜ
hsi : si = s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
hsic : IsCompact si
x : X
hx : x ∈ s ∩ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
j : ι
hj : j ≠ i
hsi' : x ∈ ⋂ i_1, ⋂ (_ : ¬i_1 = i), (v.toFun i_1)ᶜ
⊢ x ∈ (v.toFun j)ᶜ