-- Mathlib/Order/CountableDenseLinearOrder.lean
theorem embedding_from_countable_to_dense [Countable α] [DenselyOrdered β] [Nontrivial β] :
    Nonempty (α ↪o β)

Proof state:
case intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
x y : β
hxy : x < y
a : β
ha : x < a ∧ a < y
this : Nonempty ↑(Set.Ioo x y)
our_ideal : Ideal (PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)) := idealOfCofinals default (definedAtLeft ↑(Set.Ioo x y))
⊢ Nonempty (α ↪o β)

Tactic:
let F a := funOfIdeal a our_ideal (cofinal_meets_idealOfCofinals _ _ a)

Result:
case intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
x y : β
hxy : x < y
a : β
ha : x < a ∧ a < y
this : Nonempty ↑(Set.Ioo x y)
our_ideal : Ideal (PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)) := idealOfCofinals default (definedAtLeft ↑(Set.Ioo x y))
F : (a : α) → { b // ∃ f ∈ our_ideal, (a, b) ∈ ↑f } := fun a => funOfIdeal a our_ideal ⋯
⊢ Nonempty (α ↪o β)

Proof state:
case intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
⊢ Nonempty (α ↪o β)

Tactic:
rcases exists_pair_lt β with ⟨x, y, hxy⟩

Result:
case intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
x y : β
hxy : x < y
⊢ Nonempty (α ↪o β)

Proof state:
case intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
x y : β
hxy : x < y
a : β
ha : x < a ∧ a < y
this : Nonempty ↑(Set.Ioo x y)
our_ideal : Ideal (PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)) := idealOfCofinals default (definedAtLeft ↑(Set.Ioo x y))
F : (a : α) → { b // ∃ f ∈ our_ideal, (a, b) ∈ ↑f } := fun a => funOfIdeal a our_ideal ⋯
a₁ a₂ : α
⊢ a₁ < a₂ → (fun a => ↑(F a)) a₁ < (fun a => ↑(F a)) a₂

Tactic:
rcases (F a₁).prop with ⟨f, hf, ha₁⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
x y : β
hxy : x < y
a : β
ha : x < a ∧ a < y
this : Nonempty ↑(Set.Ioo x y)
our_ideal : Ideal (PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)) := idealOfCofinals default (definedAtLeft ↑(Set.Ioo x y))
F : (a : α) → { b // ∃ f ∈ our_ideal, (a, b) ∈ ↑f } := fun a => funOfIdeal a our_ideal ⋯
a₁ a₂ : α
f : PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)
hf : f ∈ our_ideal
ha₁ : (a₁, ↑(F a₁)) ∈ ↑f
⊢ a₁ < a₂ → (fun a => ↑(F a)) a₁ < (fun a => ↑(F a)) a₂

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
x y : β
hxy : x < y
a : β
ha : x < a ∧ a < y
this : Nonempty ↑(Set.Ioo x y)
our_ideal : Ideal (PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)) := idealOfCofinals default (definedAtLeft ↑(Set.Ioo x y))
F : (a : α) → { b // ∃ f ∈ our_ideal, (a, b) ∈ ↑f } := fun a => funOfIdeal a our_ideal ⋯
a₁ a₂ : α
f : PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)
hf : f ∈ our_ideal
ha₁ : (a₁, ↑(F a₁)) ∈ ↑f
g : PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)
hg : g ∈ our_ideal
ha₂ : (a₂, ↑(F a₂)) ∈ ↑g
m : PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)
_hm : m ∈ ↑our_ideal
fm : f ≤ m
gm : g ≤ m
⊢ a₁ < a₂ → (fun a => ↑(F a)) a₁ < (fun a => ↑(F a)) a₂

Tactic:
exact (lt_iff_lt_of_cmp_eq_cmp <| m.prop (a₁, _) (fm ha₁) (a₂, _) (gm ha₂)).mp

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
x y : β
hxy : x < y
a : β
ha : x < a ∧ a < y
this : Nonempty ↑(Set.Ioo x y)
our_ideal : Ideal (PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)) := idealOfCofinals default (definedAtLeft ↑(Set.Ioo x y))
F : (a : α) → { b // ∃ f ∈ our_ideal, (a, b) ∈ ↑f } := fun a => funOfIdeal a our_ideal ⋯
a₁ a₂ : α
f : PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)
hf : f ∈ our_ideal
ha₁ : (a₁, ↑(F a₁)) ∈ ↑f
g : PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)
hg : g ∈ our_ideal
ha₂ : (a₂, ↑(F a₂)) ∈ ↑g
⊢ a₁ < a₂ → (fun a => ↑(F a)) a₁ < (fun a => ↑(F a)) a₂

Tactic:
rcases our_ideal.directed _ hf _ hg with ⟨m, _hm, fm, gm⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
x y : β
hxy : x < y
a : β
ha : x < a ∧ a < y
this : Nonempty ↑(Set.Ioo x y)
our_ideal : Ideal (PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)) := idealOfCofinals default (definedAtLeft ↑(Set.Ioo x y))
F : (a : α) → { b // ∃ f ∈ our_ideal, (a, b) ∈ ↑f } := fun a => funOfIdeal a our_ideal ⋯
a₁ a₂ : α
f : PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)
hf : f ∈ our_ideal
ha₁ : (a₁, ↑(F a₁)) ∈ ↑f
g : PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)
hg : g ∈ our_ideal
ha₂ : (a₂, ↑(F a₂)) ∈ ↑g
m : PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)
_hm : m ∈ ↑our_ideal
fm : f ≤ m
gm : g ≤ m
⊢ a₁ < a₂ → (fun a => ↑(F a)) a₁ < (fun a => ↑(F a)) a₂

Proof state:
case intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
x y : β
hxy : x < y
⊢ Nonempty (α ↪o β)

Tactic:
obtain ⟨a, ha⟩ := exists_between hxy

Result:
case intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
x y : β
hxy : x < y
a : β
ha : x < a ∧ a < y
⊢ Nonempty (α ↪o β)

Proof state:
case intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
x y : β
hxy : x < y
a : β
ha : x < a ∧ a < y
⊢ Nonempty (α ↪o β)

Tactic:
haveI : Nonempty (Set.Ioo x y) := ⟨⟨a, ha⟩⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
x y : β
hxy : x < y
a : β
ha : x < a ∧ a < y
this : Nonempty ↑(Set.Ioo x y)
⊢ Nonempty (α ↪o β)

Proof state:
case intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
x y : β
hxy : x < y
a : β
ha : x < a ∧ a < y
this : Nonempty ↑(Set.Ioo x y)
⊢ Nonempty (α ↪o β)

Tactic:
let our_ideal : Ideal (PartialIso α _) :=
  idealOfCofinals default (definedAtLeft (Set.Ioo x y))

Result:
case intro.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : LinearOrder α
inst✝³ : LinearOrder β
inst✝² : Countable α
inst✝¹ : DenselyOrdered β
inst✝ : Nontrivial β
val✝ : Encodable α
x y : β
hxy : x < y
a : β
ha : x < a ∧ a < y
this : Nonempty ↑(Set.Ioo x y)
our_ideal : Ideal (PartialIso α ↑(Set.Ioo x y)) := idealOfCofinals default (definedAtLeft ↑(Set.Ioo x y))
⊢ Nonempty (α ↪o β)