-- Mathlib/Order/DirectedInverseSystem.lean
theorem isNatEquiv_piEquivSucc [InverseSystem f] (H : ∀ x, (e x).1 = f (le_succ i) x)
    (nat : IsNatEquiv f equiv) : IsNatEquiv f (piEquivSucc equiv e hi) := fun j k hj hk h x ↦ by
  have lt_succ {j} := (lt_succ_iff_of_not_isMax (b := j) hi).mpr
  obtain rfl | hj := le_succ_iff_eq_or_le.mp hj
  · obtain rfl | hk := le_succ_iff_eq_or_le.mp hk
    · simp [InverseSystem.map_self]
    · funext l
      rw [piEquivSucc, piSplitLE_lt (lt_succ hk),
        ← InverseSystem.map_map (f := f) hk (le_succ i), ← H, piLTProj, nat le_rfl]
      simp [piSplitLE_lt (l.2.trans_le hk)]
  · rw [piEquivSucc, piSplitLE_lt (h.trans_lt <| lt_succ hj), nat hj, piSplitLE_lt (lt_succ hj)]

Proof state:
case inl.inl
ι : Type u_6
F : ι → Type u_7
X : ι → Type u_8
i : ι
inst✝² : LinearOrder ι
f : ⦃i j : ι⦄ → i ≤ j → F j → F i
inst✝¹ : SuccOrder ι
equiv : (j : ↑(Iic i)) → F ↑j ≃ piLT X ↑j
e : F i⁺ ≃ F i × X i
hi : ¬IsMax i
inst✝ : InverseSystem f
H : ∀ (x : F i⁺), (e x).1 = f ⋯ x
nat : IsNatEquiv f equiv
lt_succ : ∀ {j : ι}, j ≤ i → j < i⁺
hj : i⁺ ∈ Iic i⁺
x : F i⁺
hk : i⁺ ∈ Iic i⁺
h : i⁺ ≤ i⁺
⊢ (piEquivSucc equiv e hi ⟨i⁺, hk⟩) (f h x) = piLTProj h ((piEquivSucc equiv e hi ⟨i⁺, hj⟩) x)

Tactic:
simp [InverseSystem.map_self]

Result:
no goals

Proof state:
case inl
ι : Type u_6
F : ι → Type u_7
X : ι → Type u_8
i : ι
inst✝² : LinearOrder ι
f : ⦃i j : ι⦄ → i ≤ j → F j → F i
inst✝¹ : SuccOrder ι
equiv : (j : ↑(Iic i)) → F ↑j ≃ piLT X ↑j
e : F i⁺ ≃ F i × X i
hi : ¬IsMax i
inst✝ : InverseSystem f
H : ∀ (x : F i⁺), (e x).1 = f ⋯ x
nat : IsNatEquiv f equiv
k : ι
hk : k ∈ Iic i⁺
lt_succ : ∀ {j : ι}, j ≤ i → j < i⁺
hj : i⁺ ∈ Iic i⁺
h : k ≤ i⁺
x : F i⁺
⊢ (piEquivSucc equiv e hi ⟨k, hk⟩) (f h x) = piLTProj h ((piEquivSucc equiv e hi ⟨i⁺, hj⟩) x)

Tactic:
obtain rfl | hk := le_succ_iff_eq_or_le.mp hk

Result:
case inl.inl
ι : Type u_6
F : ι → Type u_7
X : ι → Type u_8
i : ι
inst✝² : LinearOrder ι
f : ⦃i j : ι⦄ → i ≤ j → F j → F i
inst✝¹ : SuccOrder ι
equiv : (j : ↑(Iic i)) → F ↑j ≃ piLT X ↑j
e : F i⁺ ≃ F i × X i
hi : ¬IsMax i
inst✝ : InverseSystem f
H : ∀ (x : F i⁺), (e x).1 = f ⋯ x
nat : IsNatEquiv f equiv
lt_succ : ∀ {j : ι}, j ≤ i → j < i⁺
hj : i⁺ ∈ Iic i⁺
x : F i⁺
hk : i⁺ ∈ Iic i⁺
h : i⁺ ≤ i⁺
⊢ (piEquivSucc equiv e hi ⟨i⁺, hk⟩) (f h x) = piLTProj h ((piEquivSucc equiv e hi ⟨i⁺, hj⟩) x)

case inl.inr
ι : Type u_6
F : ι → Type u_7
X : ι → Type u_8
i : ι
inst✝² : LinearOrder ι
f : ⦃i j : ι⦄ → i ≤ j → F j → F i
inst✝¹ : SuccOrder ι
equiv : (j : ↑(Iic i)) → F ↑j ≃ piLT X ↑j
e : F i⁺ ≃ F i × X i
hi : ¬IsMax i
inst✝ : InverseSystem f
H : ∀ (x : F i⁺), (e x).1 = f ⋯ x
nat : IsNatEquiv f equiv
k : ι
hk✝ : k ∈ Iic i⁺
lt_succ : ∀ {j : ι}, j ≤ i → j < i⁺
hj : i⁺ ∈ Iic i⁺
h : k ≤ i⁺
x : F i⁺
hk : k ≤ i
⊢ (piEquivSucc equiv e hi ⟨k, hk✝⟩) (f h x) = piLTProj h ((piEquivSucc equiv e hi ⟨i⁺, hj⟩) x)

Proof state:
ι : Type u_6
F : ι → Type u_7
X : ι → Type u_8
i : ι
inst✝² : LinearOrder ι
f : ⦃i j : ι⦄ → i ≤ j → F j → F i
inst✝¹ : SuccOrder ι
equiv : (j : ↑(Iic i)) → F ↑j ≃ piLT X ↑j
e : F i⁺ ≃ F i × X i
hi : ¬IsMax i
inst✝ : InverseSystem f
H : ∀ (x : F i⁺), (e x).1 = f ⋯ x
nat : IsNatEquiv f equiv
j k : ι
hj : j ∈ Iic i⁺
hk : k ∈ Iic i⁺
h : k ≤ j
x : F j
lt_succ : ∀ {j : ι}, j ≤ i → j < i⁺
⊢ (piEquivSucc equiv e hi ⟨k, hk⟩) (f h x) = piLTProj h ((piEquivSucc equiv e hi ⟨j, hj⟩) x)

Tactic:
obtain rfl | hj := le_succ_iff_eq_or_le.mp hj

Result:
case inl
ι : Type u_6
F : ι → Type u_7
X : ι → Type u_8
i : ι
inst✝² : LinearOrder ι
f : ⦃i j : ι⦄ → i ≤ j → F j → F i
inst✝¹ : SuccOrder ι
equiv : (j : ↑(Iic i)) → F ↑j ≃ piLT X ↑j
e : F i⁺ ≃ F i × X i
hi : ¬IsMax i
inst✝ : InverseSystem f
H : ∀ (x : F i⁺), (e x).1 = f ⋯ x
nat : IsNatEquiv f equiv
k : ι
hk : k ∈ Iic i⁺
lt_succ : ∀ {j : ι}, j ≤ i → j < i⁺
hj : i⁺ ∈ Iic i⁺
h : k ≤ i⁺
x : F i⁺
⊢ (piEquivSucc equiv e hi ⟨k, hk⟩) (f h x) = piLTProj h ((piEquivSucc equiv e hi ⟨i⁺, hj⟩) x)

case inr
ι : Type u_6
F : ι → Type u_7
X : ι → Type u_8
i : ι
inst✝² : LinearOrder ι
f : ⦃i j : ι⦄ → i ≤ j → F j → F i
inst✝¹ : SuccOrder ι
equiv : (j : ↑(Iic i)) → F ↑j ≃ piLT X ↑j
e : F i⁺ ≃ F i × X i
hi : ¬IsMax i
inst✝ : InverseSystem f
H : ∀ (x : F i⁺), (e x).1 = f ⋯ x
nat : IsNatEquiv f equiv
j k : ι
hj✝ : j ∈ Iic i⁺
hk : k ∈ Iic i⁺
h : k ≤ j
x : F j
lt_succ : ∀ {j : ι}, j ≤ i → j < i⁺
hj : j ≤ i
⊢ (piEquivSucc equiv e hi ⟨k, hk⟩) (f h x) = piLTProj h ((piEquivSucc equiv e hi ⟨j, hj✝⟩) x)

Proof state:
case inr
ι : Type u_6
F : ι → Type u_7
X : ι → Type u_8
i : ι
inst✝² : LinearOrder ι
f : ⦃i j : ι⦄ → i ≤ j → F j → F i
inst✝¹ : SuccOrder ι
equiv : (j : ↑(Iic i)) → F ↑j ≃ piLT X ↑j
e : F i⁺ ≃ F i × X i
hi : ¬IsMax i
inst✝ : InverseSystem f
H : ∀ (x : F i⁺), (e x).1 = f ⋯ x
nat : IsNatEquiv f equiv
j k : ι
hj✝ : j ∈ Iic i⁺
hk : k ∈ Iic i⁺
h : k ≤ j
x : F j
lt_succ : ∀ {j : ι}, j ≤ i → j < i⁺
hj : j ≤ i
⊢ (piEquivSucc equiv e hi ⟨k, hk⟩) (f h x) = piLTProj h ((piEquivSucc equiv e hi ⟨j, hj✝⟩) x)

Tactic:
rw [piEquivSucc, piSplitLE_lt (h.trans_lt <| lt_succ hj), nat hj, piSplitLE_lt (lt_succ hj)]

Result:
no goals

Proof state:
case inl.inr.h
ι : Type u_6
F : ι → Type u_7
X : ι → Type u_8
i : ι
inst✝² : LinearOrder ι
f : ⦃i j : ι⦄ → i ≤ j → F j → F i
inst✝¹ : SuccOrder ι
equiv : (j : ↑(Iic i)) → F ↑j ≃ piLT X ↑j
e : F i⁺ ≃ F i × X i
hi : ¬IsMax i
inst✝ : InverseSystem f
H : ∀ (x : F i⁺), (e x).1 = f ⋯ x
nat : IsNatEquiv f equiv
k : ι
hk✝ : k ∈ Iic i⁺
lt_succ : ∀ {j : ι}, j ≤ i → j < i⁺
hj : i⁺ ∈ Iic i⁺
h : k ≤ i⁺
x : F i⁺
hk : k ≤ i
l : ↑(Iio ↑⟨k, hk✝⟩)
⊢ piLTProj hk ((equiv ⟨i, ⋯⟩) (e x).1) l =
    (piSplitLE
        (fun j => equiv ⟨↑j, ⋯⟩,
          e.trans (((equiv ⟨i, ⋯⟩).prodCongr (Equiv.refl (X i))).trans (piSplitLE.trans (Equiv.piCongrSet ⋯))))
        ⟨i⁺, hj⟩)
      x ⟨↑l, ⋯⟩

Tactic:
simp [piSplitLE_lt (l.2.trans_le hk)]

Result:
no goals

Proof state:
case inl.inr
ι : Type u_6
F : ι → Type u_7
X : ι → Type u_8
i : ι
inst✝² : LinearOrder ι
f : ⦃i j : ι⦄ → i ≤ j → F j → F i
inst✝¹ : SuccOrder ι
equiv : (j : ↑(Iic i)) → F ↑j ≃ piLT X ↑j
e : F i⁺ ≃ F i × X i
hi : ¬IsMax i
inst✝ : InverseSystem f
H : ∀ (x : F i⁺), (e x).1 = f ⋯ x
nat : IsNatEquiv f equiv
k : ι
hk✝ : k ∈ Iic i⁺
lt_succ : ∀ {j : ι}, j ≤ i → j < i⁺
hj : i⁺ ∈ Iic i⁺
h : k ≤ i⁺
x : F i⁺
hk : k ≤ i
⊢ (piEquivSucc equiv e hi ⟨k, hk✝⟩) (f h x) = piLTProj h ((piEquivSucc equiv e hi ⟨i⁺, hj⟩) x)

Tactic:
funext l

Result:
case inl.inr.h
ι : Type u_6
F : ι → Type u_7
X : ι → Type u_8
i : ι
inst✝² : LinearOrder ι
f : ⦃i j : ι⦄ → i ≤ j → F j → F i
inst✝¹ : SuccOrder ι
equiv : (j : ↑(Iic i)) → F ↑j ≃ piLT X ↑j
e : F i⁺ ≃ F i × X i
hi : ¬IsMax i
inst✝ : InverseSystem f
H : ∀ (x : F i⁺), (e x).1 = f ⋯ x
nat : IsNatEquiv f equiv
k : ι
hk✝ : k ∈ Iic i⁺
lt_succ : ∀ {j : ι}, j ≤ i → j < i⁺
hj : i⁺ ∈ Iic i⁺
h : k ≤ i⁺
x : F i⁺
hk : k ≤ i
l : ↑(Iio ↑⟨k, hk✝⟩)
⊢ (piEquivSucc equiv e hi ⟨k, hk✝⟩) (f h x) l = piLTProj h ((piEquivSucc equiv e hi ⟨i⁺, hj⟩) x) l

Proof state:
ι : Type u_6
F : ι → Type u_7
X : ι → Type u_8
i : ι
inst✝² : LinearOrder ι
f : ⦃i j : ι⦄ → i ≤ j → F j → F i
inst✝¹ : SuccOrder ι
equiv : (j : ↑(Iic i)) → F ↑j ≃ piLT X ↑j
e : F i⁺ ≃ F i × X i
hi : ¬IsMax i
inst✝ : InverseSystem f
H : ∀ (x : F i⁺), (e x).1 = f ⋯ x
nat : IsNatEquiv f equiv
j k : ι
hj : j ∈ Iic i⁺
hk : k ∈ Iic i⁺
h : k ≤ j
x : F j
⊢ (piEquivSucc equiv e hi ⟨k, hk⟩) (f h x) = piLTProj h ((piEquivSucc equiv e hi ⟨j, hj⟩) x)

Tactic:
have lt_succ {j} := (lt_succ_iff_of_not_isMax (b := j) hi).mpr

Result:
ι : Type u_6
F : ι → Type u_7
X : ι → Type u_8
i : ι
inst✝² : LinearOrder ι
f : ⦃i j : ι⦄ → i ≤ j → F j → F i
inst✝¹ : SuccOrder ι
equiv : (j : ↑(Iic i)) → F ↑j ≃ piLT X ↑j
e : F i⁺ ≃ F i × X i
hi : ¬IsMax i
inst✝ : InverseSystem f
H : ∀ (x : F i⁺), (e x).1 = f ⋯ x
nat : IsNatEquiv f equiv
j k : ι
hj : j ∈ Iic i⁺
hk : k ∈ Iic i⁺
h : k ≤ j
x : F j
lt_succ : ∀ {j : ι}, j ≤ i → j < i⁺
⊢ (piEquivSucc equiv e hi ⟨k, hk⟩) (f h x) = piLTProj h ((piEquivSucc equiv e hi ⟨j, hj⟩) x)