-- Mathlib/LinearAlgebra/AffineSpace/Independent.lean
theorem affineIndependent_iff_indicator_eq_of_affineCombination_eq (p : ι → P) :
    AffineIndependent k p ↔
      ∀ (s1 s2 : Finset ι) (w1 w2 : ι → k),
        ∑ i ∈ s1, w1 i = 1 →
          ∑ i ∈ s2, w2 i = 1 →
            s1.affineCombination k p w1 = s2.affineCombination k p w2 →
              Set.indicator (↑s1) w1 = Set.indicator (↑s2) w2

Proof state:
case neg
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
ha : AffineIndependent k p
s1 s2 : Finset ι
w1 w2 : ι → k
hw1 : ∑ i ∈ s1, w1 i = 1
hw2 : ∑ i ∈ s2, w2 i = 1
heq : (affineCombination k s1 p) w1 = (affineCombination k s2 p) w2
i : ι
hi : i ∉ ↑s1 ∪ ↑s2
⊢ (↑s1).indicator w1 i = (↑s2).indicator w2 i

Tactic:
have h₁ : Set.indicator (↑s1) w1 i = 0 := by
  simp only [Set.indicator, Finset.mem_coe, ite_eq_right_iff]
  intro h
  by_contra
  exact (mt (@Set.mem_union_left _ i ↑s1 ↑s2) hi) h

Result:
case neg
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
ha : AffineIndependent k p
s1 s2 : Finset ι
w1 w2 : ι → k
hw1 : ∑ i ∈ s1, w1 i = 1
hw2 : ∑ i ∈ s2, w2 i = 1
heq : (affineCombination k s1 p) w1 = (affineCombination k s2 p) w2
i : ι
hi : i ∉ ↑s1 ∪ ↑s2
h₁ : (↑s1).indicator w1 i = 0
⊢ (↑s1).indicator w1 i = (↑s2).indicator w2 i

Proof state:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
ha : AffineIndependent k p
s1 s2 : Finset ι
w1 w2 : ι → k
hw1 : ∑ i ∈ s1, w1 i = 1
hw2 : ∑ i ∈ s2, w2 i = 1
heq : (affineCombination k s1 p) w1 = (affineCombination k s2 p) w2
i : ι
hi : i ∉ ↑s1 ∪ ↑s2
h : i ∈ s1
⊢ w1 i = 0

Tactic:
by_contra

Result:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
ha : AffineIndependent k p
s1 s2 : Finset ι
w1 w2 : ι → k
hw1 : ∑ i ∈ s1, w1 i = 1
hw2 : ∑ i ∈ s2, w2 i = 1
heq : (affineCombination k s1 p) w1 = (affineCombination k s2 p) w2
i : ι
hi : i ∉ ↑s1 ∪ ↑s2
h : i ∈ s1
x✝ : ¬w1 i = 0
⊢ False

Proof state:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
⊢ AffineIndependent k p ↔
    ∀ (s1 s2 : Finset ι) (w1 w2 : ι → k),
      ∑ i ∈ s1, w1 i = 1 →
        ∑ i ∈ s2, w2 i = 1 →
          (affineCombination k s1 p) w1 = (affineCombination k s2 p) w2 → (↑s1).indicator w1 = (↑s2).indicator w2

Tactic:
constructor

Result:
case mp
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
⊢ AffineIndependent k p →
    ∀ (s1 s2 : Finset ι) (w1 w2 : ι → k),
      ∑ i ∈ s1, w1 i = 1 →
        ∑ i ∈ s2, w2 i = 1 →
          (affineCombination k s1 p) w1 = (affineCombination k s2 p) w2 → (↑s1).indicator w1 = (↑s2).indicator w2

case mpr
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
⊢ (∀ (s1 s2 : Finset ι) (w1 w2 : ι → k),
      ∑ i ∈ s1, w1 i = 1 →
        ∑ i ∈ s2, w2 i = 1 →
          (affineCombination k s1 p) w1 = (affineCombination k s2 p) w2 → (↑s1).indicator w1 = (↑s2).indicator w2) →
    AffineIndependent k p

Proof state:
case pos
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
ha : AffineIndependent k p
s1 s2 : Finset ι
w1 w2 : ι → k
hw1 : ∑ i ∈ s1 ∪ s2, (↑s1).indicator w1 i = 1
hw2 : ∑ i ∈ s1 ∪ s2, (↑s2).indicator w2 i = 1
heq : (affineCombination k s1 p) w1 = (affineCombination k s2 p) w2
i : ι
hi : i ∈ s1 ∪ s2
⊢ (↑s1).indicator w1 i - (↑s2).indicator w2 i = 0

Tactic:
have hws : (∑ i ∈ s1 ∪ s2, (Set.indicator (↑s1) w1 - Set.indicator (↑s2) w2) i) = 0 := by
  simp [hw1, hw2]

Result:
case pos
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
ha : AffineIndependent k p
s1 s2 : Finset ι
w1 w2 : ι → k
hw1 : ∑ i ∈ s1 ∪ s2, (↑s1).indicator w1 i = 1
hw2 : ∑ i ∈ s1 ∪ s2, (↑s2).indicator w2 i = 1
heq : (affineCombination k s1 p) w1 = (affineCombination k s2 p) w2
i : ι
hi : i ∈ s1 ∪ s2
hws : ∑ i ∈ s1 ∪ s2, ((↑s1).indicator w1 - (↑s2).indicator w2) i = 0
⊢ (↑s1).indicator w1 i - (↑s2).indicator w2 i = 0

Proof state:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
ha : AffineIndependent k p
s1 s2 : Finset ι
w1 w2 : ι → k
hw1 : ∑ i ∈ s1, w1 i = 1
hw2 : ∑ i ∈ s2, w2 i = 1
heq : (affineCombination k s1 p) w1 = (affineCombination k s2 p) w2
i : ι
hi : i ∉ ↑s1 ∪ ↑s2
h₁ : (↑s1).indicator w1 i = 0
⊢ i ∈ s2 → w2 i = 0

Tactic:
intro h

Result:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
ha : AffineIndependent k p
s1 s2 : Finset ι
w1 w2 : ι → k
hw1 : ∑ i ∈ s1, w1 i = 1
hw2 : ∑ i ∈ s2, w2 i = 1
heq : (affineCombination k s1 p) w1 = (affineCombination k s2 p) w2
i : ι
hi : i ∉ ↑s1 ∪ ↑s2
h₁ : (↑s1).indicator w1 i = 0
h : i ∈ s2
⊢ w2 i = 0

Proof state:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
ha : AffineIndependent k p
s1 s2 : Finset ι
w1 w2 : ι → k
hw1 : ∑ i ∈ s1, w1 i = 1
hw2 : ∑ i ∈ s2, w2 i = 1
heq : (affineCombination k s1 p) w1 = (affineCombination k s2 p) w2
i : ι
hi : i ∉ ↑s1 ∪ ↑s2
⊢ i ∈ s1 → w1 i = 0

Tactic:
intro h

Result:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
ha : AffineIndependent k p
s1 s2 : Finset ι
w1 w2 : ι → k
hw1 : ∑ i ∈ s1, w1 i = 1
hw2 : ∑ i ∈ s2, w2 i = 1
heq : (affineCombination k s1 p) w1 = (affineCombination k s2 p) w2
i : ι
hi : i ∉ ↑s1 ∪ ↑s2
h : i ∈ s1
⊢ w1 i = 0

Proof state:
k : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_3
inst✝³ : Ring k
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module k V
inst✝ : AffineSpace V P
ι : Type u_4
p : ι → P
ha :
  ∀ (s1 s2 : Finset ι) (w1 w2 : ι → k),
    ∑ i ∈ s1, w1 i = 1 →
      ∑ i ∈ s2, w2 i = 1 →
        (affineCombination k s1 p) w1 = (affineCombination k s2 p) w2 → (↑s1).indicator w1 = (↑s2).indicator w2
s : Finset ι
w : ι → k
hw : ∑ i ∈ s, w i = 0
hs : (s.weightedVSub p) w = 0
i0 : ι
hi0 : i0 ∈ s
w1 : ι → k := update (const ι 0) i0 1
⊢ 1 + ∑ x ∈ s \ {i0}, const ι 0 x = 1

Tactic:
simp only [Finset.sum_const_zero, add_zero, const_apply]

Result:
no goals