-- Mathlib/Algebra/ContinuedFractions/Computation/CorrectnessTerminating.lean
theorem compExactValue_correctness_of_stream_eq_some :
    ∀ {ifp_n : IntFractPair K}, IntFractPair.stream v n = some ifp_n →
      v = compExactValue ((of v).contsAux n) ((of v).contsAux <| n + 1) ifp_n.fr

Proof state:
K : Type u_1
inst✝¹ : LinearOrderedField K
v : K
n : ℕ
inst✝ : FloorRing K
⊢ ∀ {ifp_n : IntFractPair K},
    IntFractPair.stream v n = some ifp_n → v = compExactValue ((of v).contsAux n) ((of v).contsAux (n + 1)) ifp_n.fr

Tactic:
let g := of v

Result:
K : Type u_1
inst✝¹ : LinearOrderedField K
v : K
n : ℕ
inst✝ : FloorRing K
g : GenContFract K := of v
⊢ ∀ {ifp_n : IntFractPair K},
    IntFractPair.stream v n = some ifp_n → v = compExactValue ((of v).contsAux n) ((of v).contsAux (n + 1)) ifp_n.fr

Proof state:
K : Type u_1
inst✝¹ : LinearOrderedField K
v : K
n✝ : ℕ
inst✝ : FloorRing K
g : GenContFract K := of v
n : ℕ
ifp_n : IntFractPair K
nth_stream_eq : IntFractPair.stream v n = some ifp_n
nth_fract_ne_zero : ifp_n.fr ≠ 0
conts : Pair K := g.contsAux (n + 2)
pconts : Pair K := g.contsAux (n + 1)
pconts_eq : pconts = g.contsAux (n + 1)
ppconts : Pair K := g.contsAux n
IH : ∀ {ifp_n : IntFractPair K}, IntFractPair.stream v n = some ifp_n → v = compExactValue ppconts pconts ifp_n.fr
ppconts_eq : ppconts = g.contsAux n
nth_stream_eq' : IntFractPair.stream v n = some ifp_n
ifp_n_fract_ne_zero : ifp_n.fr ≠ 0
succ_nth_stream_eq : IntFractPair.stream v (n + 1) = some (IntFractPair.of ifp_n.fr⁻¹)
ifp_succ_n_fr_ne_zero : (IntFractPair.of ifp_n.fr⁻¹).fr ≠ 0
s_nth_eq : g.s.get? n = some { a := 1, b := ↑⌊ifp_n.fr⁻¹⌋ }
ppA : K := ppconts.a
ppB : K := ppconts.b
pA : K := pconts.a
pB : K := pconts.b
this✝ : compExactValue ppconts pconts ifp_n.fr = (ppA + ifp_n.fr⁻¹ * pA) / (ppB + ifp_n.fr⁻¹ * pB)
tmp_calc :
  (↑⌊1 / ifp_n.fr⌋ * pA + ppA) / Int.fract (1 / ifp_n.fr) + pA = (pA * (1 / ifp_n.fr) + ppA) / Int.fract (1 / ifp_n.fr)
tmp_calc' :
  (↑⌊1 / ifp_n.fr⌋ * pB + ppB) / Int.fract (1 / ifp_n.fr) + pB = (pB * (1 / ifp_n.fr) + ppB) / Int.fract (1 / ifp_n.fr)
f : K := Int.fract (1 / ifp_n.fr)
f_ne_zero : f ≠ 0
this :
  ((↑⌊1 / ifp_n.fr⌋ * pA + ppA) / Int.fract (1 / ifp_n.fr) + pA) * f =
    (pA * (1 / ifp_n.fr) + ppA) / Int.fract (1 / ifp_n.fr) * f
⊢ ↑⌊1 / ifp_n.fr⌋ * pA + ppA + pA * f = pA * (1 / ifp_n.fr) + ppA

Tactic:
rwa [right_distrib, div_mul_cancel₀ (h := f_ne_zero),
  div_mul_cancel₀ (h := f_ne_zero)] at this

Result:
no goals

Proof state:
K : Type u_1
inst✝¹ : LinearOrderedField K
v : K
n✝ : ℕ
inst✝ : FloorRing K
g : GenContFract K := of v
n : ℕ
ifp_succ_n : IntFractPair K
succ_nth_stream_eq : IntFractPair.stream v (n + 1) = some ifp_succ_n
ifp_n : IntFractPair K
nth_stream_eq : IntFractPair.stream v n = some ifp_n
nth_fract_ne_zero : ifp_n.fr ≠ 0
conts : Pair K := g.contsAux (n + 2)
pconts : Pair K := g.contsAux (n + 1)
pconts_eq : pconts = g.contsAux (n + 1)
ppconts : Pair K := g.contsAux n
IH : ∀ {ifp_n : IntFractPair K}, IntFractPair.stream v n = some ifp_n → v = compExactValue ppconts pconts ifp_n.fr
ppconts_eq : ppconts = g.contsAux n
ifp_succ_n_fr_ne_zero : ifp_succ_n.fr ≠ 0
this : compExactValue ppconts pconts ifp_n.fr = compExactValue pconts conts ifp_succ_n.fr
⊢ v = compExactValue pconts ((of v).contsAux (n + 1 + 1)) ifp_succ_n.fr

Tactic:
have : v = compExactValue ppconts pconts ifp_n.fr := IH nth_stream_eq

Result:
K : Type u_1
inst✝¹ : LinearOrderedField K
v : K
n✝ : ℕ
inst✝ : FloorRing K
g : GenContFract K := of v
n : ℕ
ifp_succ_n : IntFractPair K
succ_nth_stream_eq : IntFractPair.stream v (n + 1) = some ifp_succ_n
ifp_n : IntFractPair K
nth_stream_eq : IntFractPair.stream v n = some ifp_n
nth_fract_ne_zero : ifp_n.fr ≠ 0
conts : Pair K := g.contsAux (n + 2)
pconts : Pair K := g.contsAux (n + 1)
pconts_eq : pconts = g.contsAux (n + 1)
ppconts : Pair K := g.contsAux n
IH : ∀ {ifp_n : IntFractPair K}, IntFractPair.stream v n = some ifp_n → v = compExactValue ppconts pconts ifp_n.fr
ppconts_eq : ppconts = g.contsAux n
ifp_succ_n_fr_ne_zero : ifp_succ_n.fr ≠ 0
this✝ : compExactValue ppconts pconts ifp_n.fr = compExactValue pconts conts ifp_succ_n.fr
this : v = compExactValue ppconts pconts ifp_n.fr
⊢ v = compExactValue pconts ((of v).contsAux (n + 1 + 1)) ifp_succ_n.fr

Proof state:
K : Type u_1
inst✝¹ : LinearOrderedField K
v : K
n : ℕ
inst✝ : FloorRing K
g : GenContFract K := of v
stream_zero_eq : IntFractPair.stream v 0 = some (IntFractPair.of v)
fract_eq_zero : Int.fract v = 0
this : v = ↑⌊v⌋
⊢ v = compExactValue ((of v).contsAux 0) ((of v).contsAux (0 + 1)) (IntFractPair.of v).fr

Tactic:
simpa [nextConts, nextNum, nextDen, compExactValue, IntFractPair.of, fract_eq_zero]

Result:
no goals

Proof state:
case succ.intro.intro.intro.inr.intro.intro.intro.refl.refl
K : Type u_1
inst✝¹ : LinearOrderedField K
v : K
n✝ : ℕ
inst✝ : FloorRing K
g : GenContFract K := of v
n : ℕ
ifp_n : IntFractPair K
nth_stream_eq : IntFractPair.stream v n = some ifp_n
nth_fract_ne_zero : ifp_n.fr ≠ 0
conts : Pair K := g.contsAux (n + 2)
pconts : Pair K := g.contsAux (n + 1)
pconts_eq : pconts = g.contsAux (n + 1)
ppconts : Pair K := g.contsAux n
IH : ∀ {ifp_n : IntFractPair K}, IntFractPair.stream v n = some ifp_n → v = compExactValue ppconts pconts ifp_n.fr
ppconts_eq : ppconts = g.contsAux n
nth_stream_eq' : IntFractPair.stream v n = some ifp_n
ifp_n_fract_ne_zero : ifp_n.fr ≠ 0
succ_nth_stream_eq : IntFractPair.stream v (n + 1) = some (IntFractPair.of ifp_n.fr⁻¹)
ifp_succ_n_fr_ne_zero : (IntFractPair.of ifp_n.fr⁻¹).fr ≠ 0
s_nth_eq : g.s.get? n = some { a := 1, b := ↑⌊ifp_n.fr⁻¹⌋ }
ppA : K := ppconts.a
ppB : K := ppconts.b
pA : K := pconts.a
pB : K := pconts.b
this : compExactValue ppconts pconts ifp_n.fr = (ppA + ifp_n.fr⁻¹ * pA) / (ppB + ifp_n.fr⁻¹ * pB)
tmp_calc :
  (↑⌊1 / ifp_n.fr⌋ * pA + ppA) / Int.fract (1 / ifp_n.fr) + pA = (pA * (1 / ifp_n.fr) + ppA) / Int.fract (1 / ifp_n.fr)
tmp_calc' :
  (↑⌊1 / ifp_n.fr⌋ * pB + ppB) / Int.fract (1 / ifp_n.fr) + pB = (pB * (1 / ifp_n.fr) + ppB) / Int.fract (1 / ifp_n.fr)
f : K := Int.fract (1 / ifp_n.fr)
f_ne_zero : f ≠ 0
hA : ↑⌊1 / ifp_n.fr⌋ * pA + ppA + pA * f = pA * (1 / ifp_n.fr) + ppA
hB : ↑⌊1 / ifp_n.fr⌋ * pB + ppB + pB * f = pB * (1 / ifp_n.fr) + ppB
hfr : (IntFractPair.of (1 / ifp_n.fr)).fr = f
⊢ ((g.contsAux n).a * ifp_n.fr + (g.contsAux (n + 1)).a) / ((g.contsAux n).b * ifp_n.fr + (g.contsAux (n + 1)).b) =
    ((g.contsAux (n + 1)).a + (g.contsAux n).a * ifp_n.fr) / ((g.contsAux (n + 1)).b + (g.contsAux n).b * ifp_n.fr)

Tactic:
ac_rfl

Result:
no goals

Proof state:
case zero.inr
K : Type u_1
inst✝¹ : LinearOrderedField K
v : K
n : ℕ
inst✝ : FloorRing K
g : GenContFract K := of v
stream_zero_eq : IntFractPair.stream v 0 = some (IntFractPair.of v)
fract_ne_zero : Int.fract v ≠ 0
⊢ v = compExactValue ((of v).contsAux 0) ((of v).contsAux (0 + 1)) (IntFractPair.of v).fr

Tactic:
field_simp [contsAux, nextConts, nextNum, nextDen, of_h_eq_floor, compExactValue,
  IntFractPair.of, fract_ne_zero]

Result:
no goals