-- 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
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)
bddA : BddAbove (δ '' A)
a' : ι
a'A : a' ∈ A
ha' : m / τ ≤ δ a'
⊢ False

Tactic:
clear hat hcon a_disj a

Result:
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 : 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'
⊢ False

Proof state:
case intro.intro.intro.refine_2
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
⊢ (insert a' u).PairwiseDisjoint B

Tactic:
exact hu.prop.2.1.insert fun b bu _ => a'A.2 b bu

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
⊢ ∃ ub ∈ T, ∀ s ∈ U, s ⊆ ub

Tactic:
refine ⟨⋃₀ U, ?_, fun s hs => subset_sUnion_of_mem hs⟩

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
⊢ ⋃₀ U ∈ T

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 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)
c : ι
ct : c ∈ t
b : ι
hcb : (B c ∩ B b).Nonempty
H : ∀ d ∈ u, Disjoint (B c) (B d)
a'A : b ∈ A
ha' : m / τ ≤ δ b
a'_ne_u : b ∉ u
ba'u : b ∈ insert b u
⊢ m = τ * (m / τ)

Tactic:
field_simp [(zero_lt_one.trans hτ).ne']

Result:
no goals

Proof state:
case neg.inr
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 : ¬Disjoint (B c) (B b)
H : ∀ d ∈ u, Disjoint (B c) (B d)
H' : b ∈ u
⊢ ∃ c_1 ∈ insert a' u, (B c ∩ B c_1).Nonempty ∧ δ c ≤ τ * δ c_1

Tactic:
exact (hcb (H _ H')).elim

Result:
no goals

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 (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 : ι
cu : c ∈ u
ac : (B a ∩ B c).Nonempty
hc : δ a ≤ τ * δ c
⊢ ∃ c, (∃ t ∈ U, c ∈ t) ∧ (B a ∩ B c).Nonempty ∧ δ a ≤ τ * δ c

Tactic:
exact ⟨c, ⟨u, uU, cu⟩, ac, hc⟩

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 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
⊢ Disjoint (B a) (B c)

Tactic:
by_contra h

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 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 : ¬Disjoint (B a) (B c)
⊢ False

Proof state:
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

Tactic:
push_neg at H

Result:
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 = ∅
⊢ ∃ c_1 ∈ insert a' u, (B c ∩ B c_1).Nonempty ∧ δ c ≤ τ * δ c_1