-- Mathlib/MeasureTheory/Constructions/BorelSpace/Order.lean
theorem Dense.borel_eq_generateFrom_Ico_mem_aux {α : Type*} [TopologicalSpace α] [LinearOrder α]
    [OrderTopology α] [SecondCountableTopology α] {s : Set α} (hd : Dense s)
    (hbot : ∀ x, IsBot x → x ∈ s) (hIoo : ∀ x y : α, x < y → Ioo x y = ∅ → y ∈ s) :
    borel α = .generateFrom { S : Set α | ∃ l ∈ s, ∃ u ∈ s, l < u ∧ Ico l u = S }

Proof state:
case h.e'_3.h.mpr
α : Type u_5
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : LinearOrder α
inst✝¹ : OrderTopology α
inst✝ : SecondCountableTopology α
s : Set α
hd : Dense s
hbot : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s
hIoo : ∀ (x y : α), x < y → Ioo x y = ∅ → y ∈ s
S : Set (Set α) := {S | ∃ l ∈ s, ∃ u ∈ s, l < u ∧ Ico l u = S}
this : MeasurableSpace α := MeasurableSpace.generateFrom S
a : α
t : Set α
hts : t ⊆ s
hc : t.Countable
htd : Dense t
htb : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s → x ∈ t
ha : ∀ b < a, (Ioo b a).Nonempty
y : α
⊢ (∃ i, ∃ (_ : i ∈ t), ∃ i_1, ∃ (_ : i_1 ∈ t) (_ : i < i_1) (_ : i_1 ≤ a), i ≤ y ∧ y < i_1) → y < a

Tactic:
rintro ⟨l, -, u, -, -, hua, -, hyu⟩

Result:
case h.e'_3.h.mpr.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
α : Type u_5
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : LinearOrder α
inst✝¹ : OrderTopology α
inst✝ : SecondCountableTopology α
s : Set α
hd : Dense s
hbot : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s
hIoo : ∀ (x y : α), x < y → Ioo x y = ∅ → y ∈ s
S : Set (Set α) := {S | ∃ l ∈ s, ∃ u ∈ s, l < u ∧ Ico l u = S}
this : MeasurableSpace α := MeasurableSpace.generateFrom S
a : α
t : Set α
hts : t ⊆ s
hc : t.Countable
htd : Dense t
htb : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s → x ∈ t
ha : ∀ b < a, (Ioo b a).Nonempty
y l u : α
hua : u ≤ a
hyu : y < u
⊢ y < a

Proof state:
case h.e'_3.h.mp
α : Type u_5
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : LinearOrder α
inst✝¹ : OrderTopology α
inst✝ : SecondCountableTopology α
s : Set α
hd : Dense s
hbot : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s
hIoo : ∀ (x y : α), x < y → Ioo x y = ∅ → y ∈ s
S : Set (Set α) := {S | ∃ l ∈ s, ∃ u ∈ s, l < u ∧ Ico l u = S}
this : MeasurableSpace α := MeasurableSpace.generateFrom S
a : α
t : Set α
hts : t ⊆ s
hc : t.Countable
htd : Dense t
htb : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s → x ∈ t
ha : ∀ b < a, (Ioo b a).Nonempty
y : α
hy : y < a
⊢ ∃ i, ∃ (_ : i ∈ t), ∃ i_1, ∃ (_ : i_1 ∈ t) (_ : i < i_1) (_ : i_1 ≤ a), i ≤ y ∧ y < i_1

Tactic:
rcases htd.exists_le' (fun b hb => htb _ hb (hbot b hb)) y with ⟨l, hlt, hly⟩

Result:
case h.e'_3.h.mp.intro.intro
α : Type u_5
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : LinearOrder α
inst✝¹ : OrderTopology α
inst✝ : SecondCountableTopology α
s : Set α
hd : Dense s
hbot : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s
hIoo : ∀ (x y : α), x < y → Ioo x y = ∅ → y ∈ s
S : Set (Set α) := {S | ∃ l ∈ s, ∃ u ∈ s, l < u ∧ Ico l u = S}
this : MeasurableSpace α := MeasurableSpace.generateFrom S
a : α
t : Set α
hts : t ⊆ s
hc : t.Countable
htd : Dense t
htb : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s → x ∈ t
ha : ∀ b < a, (Ioo b a).Nonempty
y : α
hy : y < a
l : α
hlt : l ∈ t
hly : l ≤ y
⊢ ∃ i, ∃ (_ : i ∈ t), ∃ i_1, ∃ (_ : i_1 ∈ t) (_ : i < i_1) (_ : i_1 ≤ a), i ≤ y ∧ y < i_1

Proof state:
case neg
α : Type u_5
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : LinearOrder α
inst✝¹ : OrderTopology α
inst✝ : SecondCountableTopology α
s : Set α
hd : Dense s
hbot : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s
hIoo : ∀ (x y : α), x < y → Ioo x y = ∅ → y ∈ s
S : Set (Set α) := {S | ∃ l ∈ s, ∃ u ∈ s, l < u ∧ Ico l u = S}
this : MeasurableSpace α := MeasurableSpace.generateFrom S
a : α
t : Set α
hts : t ⊆ s
hc : t.Countable
htd : Dense t
htb : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s → x ∈ t
ha : ∃ x, ∃ (_ : x < a), Ioo x a = ∅
⊢ MeasurableSet (Iio a)

Tactic:
replace ha : a ∈ s := hIoo ha.choose a ha.choose_spec.fst ha.choose_spec.snd

Result:
case neg
α : Type u_5
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : LinearOrder α
inst✝¹ : OrderTopology α
inst✝ : SecondCountableTopology α
s : Set α
hd : Dense s
hbot : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s
hIoo : ∀ (x y : α), x < y → Ioo x y = ∅ → y ∈ s
S : Set (Set α) := {S | ∃ l ∈ s, ∃ u ∈ s, l < u ∧ Ico l u = S}
this : MeasurableSpace α := MeasurableSpace.generateFrom S
a : α
t : Set α
hts : t ⊆ s
hc : t.Countable
htd : Dense t
htb : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s → x ∈ t
ha : a ∈ s
⊢ MeasurableSet (Iio a)

Proof state:
α : Type u_5
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : LinearOrder α
inst✝¹ : OrderTopology α
inst✝ : SecondCountableTopology α
s : Set α
hd : Dense s
hbot : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s
hIoo : ∀ (x y : α), x < y → Ioo x y = ∅ → y ∈ s
S : Set (Set α) := {S | ∃ l ∈ s, ∃ u ∈ s, l < u ∧ Ico l u = S}
⊢ borel α ≤ MeasurableSpace.generateFrom S

Tactic:
letI : MeasurableSpace α := generateFrom S

Result:
α : Type u_5
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : LinearOrder α
inst✝¹ : OrderTopology α
inst✝ : SecondCountableTopology α
s : Set α
hd : Dense s
hbot : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s
hIoo : ∀ (x y : α), x < y → Ioo x y = ∅ → y ∈ s
S : Set (Set α) := {S | ∃ l ∈ s, ∃ u ∈ s, l < u ∧ Ico l u = S}
this : MeasurableSpace α := MeasurableSpace.generateFrom S
⊢ borel α ≤ MeasurableSpace.generateFrom S

Proof state:
case h.e'_3
α : Type u_5
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : LinearOrder α
inst✝¹ : OrderTopology α
inst✝ : SecondCountableTopology α
s : Set α
hd : Dense s
hbot : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s
hIoo : ∀ (x y : α), x < y → Ioo x y = ∅ → y ∈ s
S : Set (Set α) := {S | ∃ l ∈ s, ∃ u ∈ s, l < u ∧ Ico l u = S}
this : MeasurableSpace α := MeasurableSpace.generateFrom S
a : α
t : Set α
hts : t ⊆ s
hc : t.Countable
htd : Dense t
htb : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s → x ∈ t
ha : ∀ b < a, (Ioo b a).Nonempty
⊢ Iio a = ⋃ l ∈ t, ⋃ u ∈ t, ⋃ (_ : l < u), ⋃ (_ : u ≤ a), Ico l u

Tactic:
ext y

Result:
case h.e'_3.h
α : Type u_5
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : LinearOrder α
inst✝¹ : OrderTopology α
inst✝ : SecondCountableTopology α
s : Set α
hd : Dense s
hbot : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s
hIoo : ∀ (x y : α), x < y → Ioo x y = ∅ → y ∈ s
S : Set (Set α) := {S | ∃ l ∈ s, ∃ u ∈ s, l < u ∧ Ico l u = S}
this : MeasurableSpace α := MeasurableSpace.generateFrom S
a : α
t : Set α
hts : t ⊆ s
hc : t.Countable
htd : Dense t
htb : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s → x ∈ t
ha : ∀ b < a, (Ioo b a).Nonempty
y : α
⊢ y ∈ Iio a ↔ y ∈ ⋃ l ∈ t, ⋃ u ∈ t, ⋃ (_ : l < u), ⋃ (_ : u ≤ a), Ico l u

Proof state:
case h.e'_3.intro.intro
α : Type u_5
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : LinearOrder α
inst✝¹ : OrderTopology α
inst✝ : SecondCountableTopology α
s : Set α
hd : Dense s
hbot : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s
hIoo : ∀ (x y : α), x < y → Ioo x y = ∅ → y ∈ s
S : Set (Set α) := {S | ∃ l ∈ s, ∃ u ∈ s, l < u ∧ Ico l u = S}
this : MeasurableSpace α := MeasurableSpace.generateFrom S
a : α
t : Set α
hts : t ⊆ s
hc : t.Countable
htd : Dense t
htb : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s → x ∈ t
ha : a ∈ s
x : α
hx : x < a
z : α
hzt : z ∈ t
hzx : z ≤ x
⊢ ∃ i, ∃ (_ : i ∈ t) (_ : i < a), i ≤ x

Tactic:
exact ⟨z, hzt, hzx.trans_lt hx, hzx⟩

Result:
no goals

Proof state:
case h.e'_3
α : Type u_5
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : LinearOrder α
inst✝¹ : OrderTopology α
inst✝ : SecondCountableTopology α
s : Set α
hd : Dense s
hbot : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s
hIoo : ∀ (x y : α), x < y → Ioo x y = ∅ → y ∈ s
S : Set (Set α) := {S | ∃ l ∈ s, ∃ u ∈ s, l < u ∧ Ico l u = S}
this : MeasurableSpace α := MeasurableSpace.generateFrom S
a : α
t : Set α
hts : t ⊆ s
hc : t.Countable
htd : Dense t
htb : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s → x ∈ t
ha : a ∈ s
⊢ Iio a = ⋃ l ∈ t, ⋃ (_ : l < a), Ico l a

Tactic:
symm

Result:
case h.e'_3
α : Type u_5
inst✝³ : TopologicalSpace α
inst✝² : LinearOrder α
inst✝¹ : OrderTopology α
inst✝ : SecondCountableTopology α
s : Set α
hd : Dense s
hbot : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s
hIoo : ∀ (x y : α), x < y → Ioo x y = ∅ → y ∈ s
S : Set (Set α) := {S | ∃ l ∈ s, ∃ u ∈ s, l < u ∧ Ico l u = S}
this : MeasurableSpace α := MeasurableSpace.generateFrom S
a : α
t : Set α
hts : t ⊆ s
hc : t.Countable
htd : Dense t
htb : ∀ (x : α), IsBot x → x ∈ s → x ∈ t
ha : a ∈ s
⊢ ⋃ l ∈ t, ⋃ (_ : l < a), Ico l a = Iio a