-- Mathlib/Data/Num/Prime.lean
theorem minFacAux_to_nat {fuel : ℕ} {n k : PosNum} (h : Nat.sqrt n < fuel + k.bit1) :
    (minFacAux n fuel k : ℕ) = Nat.minFacAux n k.bit1

Proof state:
case succ
n : PosNum
fuel : ℕ
ih : ∀ {k : PosNum}, (↑n).sqrt < fuel + ↑k.bit1 → ↑(n.minFacAux fuel k) = (↑n).minFacAux ↑k.bit1
k : PosNum
h : (↑n).sqrt < fuel + 1 + ↑k.bit1
⊢ ↑(if n < k.bit1 * k.bit1 then n else if k.bit1 ∣ n then k.bit1 else n.minFacAux fuel k.succ) =
    if ↑n < ↑k.bit1 * ↑k.bit1 then ↑n else if ↑k.bit1 ∣ ↑n then ↑k.bit1 else (↑n).minFacAux (↑k.bit1 + 2)

Tactic:
simp_rw [← mul_to_nat]

Result:
case succ
n : PosNum
fuel : ℕ
ih : ∀ {k : PosNum}, (↑n).sqrt < fuel + ↑k.bit1 → ↑(n.minFacAux fuel k) = (↑n).minFacAux ↑k.bit1
k : PosNum
h : (↑n).sqrt < fuel + 1 + ↑k.bit1
⊢ ↑(if n < k.bit1 * k.bit1 then n else if k.bit1 ∣ n then k.bit1 else n.minFacAux fuel k.succ) =
    if ↑n < ↑(k.bit1 * k.bit1) then ↑n else if ↑k.bit1 ∣ ↑n then ↑k.bit1 else (↑n).minFacAux (↑k.bit1 + 2)

Proof state:
case succ
n : PosNum
fuel : ℕ
ih : ∀ {k : PosNum}, (↑n).sqrt < fuel + ↑k.bit1 → ↑(n.minFacAux fuel k) = (↑n).minFacAux ↑k.bit1
k : PosNum
h : (↑n).sqrt < fuel + 1 + ↑k.bit1
⊢ ↑(if n < k.bit1 * k.bit1 then n else if k.bit1 ∣ n then k.bit1 else n.minFacAux fuel k.succ) =
    if ↑n < ↑(k.bit1 * k.bit1) then ↑n else if ↑k.bit1 ∣ ↑n then ↑k.bit1 else (↑n).minFacAux (↑k.bit1 + 2)

Tactic:
simp only [cast_lt, dvd_to_nat]

Result:
case succ
n : PosNum
fuel : ℕ
ih : ∀ {k : PosNum}, (↑n).sqrt < fuel + ↑k.bit1 → ↑(n.minFacAux fuel k) = (↑n).minFacAux ↑k.bit1
k : PosNum
h : (↑n).sqrt < fuel + 1 + ↑k.bit1
⊢ ↑(if n < k.bit1 * k.bit1 then n else if k.bit1 ∣ n then k.bit1 else n.minFacAux fuel k.succ) =
    if n < k.bit1 * k.bit1 then ↑n else if k.bit1 ∣ n then ↑k.bit1 else (↑n).minFacAux (↑k.bit1 + 2)

Proof state:
case zero
n k : PosNum
h : (↑n).sqrt < 0 + ↑k.bit1
⊢ ↑n = if ↑n < ↑k.bit1 * ↑k.bit1 then ↑n else if ↑k.bit1 ∣ ↑n then ↑k.bit1 else (↑n).minFacAux (↑k.bit1 + 2)

Tactic:
rw [Nat.zero_add, Nat.sqrt_lt] at h

Result:
case zero
n k : PosNum
h : ↑n < ↑k.bit1 * ↑k.bit1
⊢ ↑n = if ↑n < ↑k.bit1 * ↑k.bit1 then ↑n else if ↑k.bit1 ∣ ↑n then ↑k.bit1 else (↑n).minFacAux (↑k.bit1 + 2)

Proof state:
case pos
n : PosNum
fuel : ℕ
ih : ∀ {k : PosNum}, (↑n).sqrt < fuel + ↑k.bit1 → ↑(n.minFacAux fuel k) = (↑n).minFacAux ↑k.bit1
k : PosNum
h : (↑n).sqrt < fuel + 1 + ↑k.bit1
h✝¹ : ¬n < k.bit1 * k.bit1
h✝ : k.bit1 ∣ n
⊢ ↑k.bit1 = ↑k.bit1

Tactic:
rfl

Result:
no goals

Proof state:
case succ
n : PosNum
fuel : ℕ
ih : ∀ {k : PosNum}, (↑n).sqrt < fuel + ↑k.bit1 → ↑(n.minFacAux fuel k) = (↑n).minFacAux ↑k.bit1
k : PosNum
h : (↑n).sqrt < fuel + 1 + ↑k.bit1
⊢ ↑(if n < k.bit1 * k.bit1 then n else if k.bit1 ∣ n then k.bit1 else n.minFacAux fuel k.succ) =
    if n < k.bit1 * k.bit1 then ↑n else if k.bit1 ∣ n then ↑k.bit1 else (↑n).minFacAux (↑k.bit1 + 2)

Tactic:
split_ifs <;> try rfl

Result:
case neg
n : PosNum
fuel : ℕ
ih : ∀ {k : PosNum}, (↑n).sqrt < fuel + ↑k.bit1 → ↑(n.minFacAux fuel k) = (↑n).minFacAux ↑k.bit1
k : PosNum
h : (↑n).sqrt < fuel + 1 + ↑k.bit1
h✝¹ : ¬n < k.bit1 * k.bit1
h✝ : ¬k.bit1 ∣ n
⊢ ↑(n.minFacAux fuel k.succ) = (↑n).minFacAux (↑k.bit1 + 2)

Proof state:
fuel : ℕ
n k : PosNum
h : (↑n).sqrt < fuel + ↑k.bit1
⊢ ↑(n.minFacAux fuel k) = (↑n).minFacAux ↑k.bit1

Tactic:
induction' fuel with fuel ih generalizing k <;> rw [minFacAux, Nat.minFacAux]

Result:
case zero
n k : PosNum
h : (↑n).sqrt < 0 + ↑k.bit1
⊢ ↑n = if ↑n < ↑k.bit1 * ↑k.bit1 then ↑n else if ↑k.bit1 ∣ ↑n then ↑k.bit1 else (↑n).minFacAux (↑k.bit1 + 2)

case succ
n : PosNum
fuel : ℕ
ih : ∀ {k : PosNum}, (↑n).sqrt < fuel + ↑k.bit1 → ↑(n.minFacAux fuel k) = (↑n).minFacAux ↑k.bit1
k : PosNum
h : (↑n).sqrt < fuel + 1 + ↑k.bit1
⊢ ↑(if n < k.bit1 * k.bit1 then n else if k.bit1 ∣ n then k.bit1 else n.minFacAux fuel k.succ) =
    if ↑n < ↑k.bit1 * ↑k.bit1 then ↑n else if ↑k.bit1 ∣ ↑n then ↑k.bit1 else (↑n).minFacAux (↑k.bit1 + 2)

Proof state:
case zero
n k : PosNum
h : ↑n < ↑k.bit1 * ↑k.bit1
⊢ ↑n = if ↑n < ↑k.bit1 * ↑k.bit1 then ↑n else if ↑k.bit1 ∣ ↑n then ↑k.bit1 else (↑n).minFacAux (↑k.bit1 + 2)

Tactic:
simp only [h, ite_true]

Result:
no goals

Proof state:
case neg
n : PosNum
fuel : ℕ
ih : ∀ {k : PosNum}, (↑n).sqrt < fuel + ↑k.bit1 → ↑(n.minFacAux fuel k) = (↑n).minFacAux ↑k.bit1
k : PosNum
h : (↑n).sqrt < fuel + 1 + ↑k.bit1
h✝¹ : ¬n < k.bit1 * k.bit1
h✝ : ¬k.bit1 ∣ n
⊢ ↑(n.minFacAux fuel k.succ) = (↑n).minFacAux (↑k.bit1 + 2)

Tactic:
rw [ih] <;> [congr; convert Nat.lt_succ_of_lt h using 1] <;>
  simp only [cast_bit1, cast_succ, Nat.succ_eq_add_one, add_assoc,
    add_left_comm, ← one_add_one_eq_two]

Result:
no goals