-- Mathlib/Order/Monotone/Union.lean
theorem StrictMonoOn.union {s t : Set α} {c : α} (h₁ : StrictMonoOn f s)
    (h₂ : StrictMonoOn f t) (hs : IsGreatest s c) (ht : IsLeast t c) : StrictMonoOn f (s ∪ t)

Proof state:
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝¹ : LinearOrder α
inst✝ : Preorder β
f : α → β
s t : Set α
c : α
h₁ : StrictMonoOn f s
h₂ : StrictMonoOn f t
hs : IsGreatest s c
ht : IsLeast t c
x : α
hx : x ∈ s ∪ t
hxc : x ≤ c
⊢ x ∈ s

Tactic:
cases hx

Result:
case inl
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝¹ : LinearOrder α
inst✝ : Preorder β
f : α → β
s t : Set α
c : α
h₁ : StrictMonoOn f s
h₂ : StrictMonoOn f t
hs : IsGreatest s c
ht : IsLeast t c
x : α
hxc : x ≤ c
h✝ : x ∈ s
⊢ x ∈ s

case inr
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝¹ : LinearOrder α
inst✝ : Preorder β
f : α → β
s t : Set α
c : α
h₁ : StrictMonoOn f s
h₂ : StrictMonoOn f t
hs : IsGreatest s c
ht : IsLeast t c
x : α
hxc : x ≤ c
h✝ : x ∈ t
⊢ x ∈ s

Proof state:
case inr
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝¹ : LinearOrder α
inst✝ : Preorder β
f : α → β
s t : Set α
c : α
h₁ : StrictMonoOn f s
h₂ : StrictMonoOn f t
hs : IsGreatest s c
ht : IsLeast t c
x : α
hxc : x ≤ c
h✝ : x ∈ t
⊢ x ∈ s

Tactic:
rcases eq_or_lt_of_le hxc with (rfl | h'x)

Result:
case inr.inl
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝¹ : LinearOrder α
inst✝ : Preorder β
f : α → β
s t : Set α
h₁ : StrictMonoOn f s
h₂ : StrictMonoOn f t
x : α
h✝ : x ∈ t
hs : IsGreatest s x
ht : IsLeast t x
hxc : x ≤ x
⊢ x ∈ s

case inr.inr
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝¹ : LinearOrder α
inst✝ : Preorder β
f : α → β
s t : Set α
c : α
h₁ : StrictMonoOn f s
h₂ : StrictMonoOn f t
hs : IsGreatest s c
ht : IsLeast t c
x : α
hxc : x ≤ c
h✝ : x ∈ t
h'x : x < c
⊢ x ∈ s

Proof state:
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝¹ : LinearOrder α
inst✝ : Preorder β
f : α → β
s t : Set α
c : α
h₁ : StrictMonoOn f s
h₂ : StrictMonoOn f t
hs : IsGreatest s c
ht : IsLeast t c
A : ∀ x ∈ s ∪ t, x ≤ c → x ∈ s
B : ∀ x ∈ s ∪ t, c ≤ x → x ∈ t
⊢ StrictMonoOn f (s ∪ t)

Tactic:
intro x hx y hy hxy

Result:
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝¹ : LinearOrder α
inst✝ : Preorder β
f : α → β
s t : Set α
c : α
h₁ : StrictMonoOn f s
h₂ : StrictMonoOn f t
hs : IsGreatest s c
ht : IsLeast t c
A : ∀ x ∈ s ∪ t, x ≤ c → x ∈ s
B : ∀ x ∈ s ∪ t, c ≤ x → x ∈ t
x : α
hx : x ∈ s ∪ t
y : α
hy : y ∈ s ∪ t
hxy : x < y
⊢ f x < f y

Proof state:
case inr
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝¹ : LinearOrder α
inst✝ : Preorder β
f : α → β
s t : Set α
c : α
h₁ : StrictMonoOn f s
h₂ : StrictMonoOn f t
hs : IsGreatest s c
ht : IsLeast t c
A : ∀ x ∈ s ∪ t, x ≤ c → x ∈ s
B : ∀ x ∈ s ∪ t, c ≤ x → x ∈ t
x : α
hx : x ∈ s ∪ t
y : α
hy : y ∈ s ∪ t
hxy : x < y
hcx : c ≤ x
⊢ f x < f y

Tactic:
have xt : x ∈ t := B _ hx hcx

Result:
case inr
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝¹ : LinearOrder α
inst✝ : Preorder β
f : α → β
s t : Set α
c : α
h₁ : StrictMonoOn f s
h₂ : StrictMonoOn f t
hs : IsGreatest s c
ht : IsLeast t c
A : ∀ x ∈ s ∪ t, x ≤ c → x ∈ s
B : ∀ x ∈ s ∪ t, c ≤ x → x ∈ t
x : α
hx : x ∈ s ∪ t
y : α
hy : y ∈ s ∪ t
hxy : x < y
hcx : c ≤ x
xt : x ∈ t
⊢ f x < f y

Proof state:
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝¹ : LinearOrder α
inst✝ : Preorder β
f : α → β
s t : Set α
c : α
h₁ : StrictMonoOn f s
h₂ : StrictMonoOn f t
hs : IsGreatest s c
ht : IsLeast t c
A : ∀ x ∈ s ∪ t, x ≤ c → x ∈ s
x : α
hx✝ : x ∈ s ∪ t
hxc : c ≤ x
hx : x ∈ s
⊢ x ∈ t

Tactic:
rcases eq_or_lt_of_le hxc with (rfl | h'x)

Result:
case inl
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝¹ : LinearOrder α
inst✝ : Preorder β
f : α → β
s t : Set α
c : α
h₁ : StrictMonoOn f s
h₂ : StrictMonoOn f t
hs : IsGreatest s c
ht : IsLeast t c
A : ∀ x ∈ s ∪ t, x ≤ c → x ∈ s
hx✝ : c ∈ s ∪ t
hxc : c ≤ c
hx : c ∈ s
⊢ c ∈ t

case inr
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝¹ : LinearOrder α
inst✝ : Preorder β
f : α → β
s t : Set α
c : α
h₁ : StrictMonoOn f s
h₂ : StrictMonoOn f t
hs : IsGreatest s c
ht : IsLeast t c
A : ∀ x ∈ s ∪ t, x ≤ c → x ∈ s
x : α
hx✝ : x ∈ s ∪ t
hxc : c ≤ x
hx : x ∈ s
h'x : c < x
⊢ x ∈ t

Proof state:
case inl.inr
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝¹ : LinearOrder α
inst✝ : Preorder β
f : α → β
s t : Set α
c : α
h₁ : StrictMonoOn f s
h₂ : StrictMonoOn f t
hs : IsGreatest s c
ht : IsLeast t c
A : ∀ x ∈ s ∪ t, x ≤ c → x ∈ s
B : ∀ x ∈ s ∪ t, c ≤ x → x ∈ t
x : α
hx : x ∈ s ∪ t
y : α
hy : y ∈ s ∪ t
hxy : x < y
hxc : x < c
xs : x ∈ s
hcy : c ≤ y
⊢ f x < f y

Tactic:
exact (h₁ xs hs.1 hxc).trans_le (h₂.monotoneOn ht.1 (B _ hy hcy) hcy)

Result:
no goals