-- Mathlib/SetTheory/Ordinal/Notation.lean
theorem repr_opow_aux₂ {a0 a'} [N0 : NF a0] [Na' : NF a'] (m : ℕ) (d : ω ∣ repr a')
    (e0 : repr a0 ≠ 0) (h : repr a' + m < (ω ^ repr a0)) (n : ℕ+) (k : ℕ) :
    let R := repr (opowAux 0 a0 (oadd a0 n a' * ofNat m) k m)
    (k ≠ 0 → R < ((ω ^ repr a0) ^ succ (k : Ordinal))) ∧
      ((ω ^ repr a0) ^ (k : Ordinal)) * ((ω ^ repr a0) * (n : ℕ) + repr a') + R =
        ((ω ^ repr a0) * (n : ℕ) + repr a' + m) ^ succ (k : Ordinal)

Proof state:
a0 a' : ONote
N0 : a0.NF
Na' : a'.NF
m : ℕ
d : ω ∣ a'.repr
e0 : a0.repr ≠ 0
h : a'.repr + ↑m < ω ^ a0.repr
n : ℕ+
No : (a0.oadd n a').NF
k : ℕ
R' : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) (k + 1) m).repr
R : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) k m).repr
ω0 : Ordinal.{0} := ω ^ a0.repr
α' : Ordinal.{0} := ω0 * ↑↑n + a'.repr
IH : (k ≠ 0 → R < ω0 ^ succ ↑k) ∧ ω0 ^ ↑k * α' + R = (α' + ↑m) ^ succ ↑k
RR : R' = ω0 ^ ↑k * (α' * ↑m) + R
α0 : 0 < α'
ω00 : 0 < ω0 ^ ↑k
Rl : R < ω ^ (a0.repr * succ ↑k)
⊢ ω0 ^ ↑k.succ * α' + R' = ω0 ^ succ ↑k * α' + (ω0 ^ ↑k * α' * ↑m + R)

Tactic:
rw [natCast_succ, RR, ← mul_assoc]

Result:
no goals

Proof state:
a0 a' : ONote
N0 : a0.NF
Na' : a'.NF
m : ℕ
d : ω ∣ a'.repr
e0 : a0.repr ≠ 0
h : a'.repr + ↑m < ω ^ a0.repr
n : ℕ+
No : (a0.oadd n a').NF
k : ℕ
R' : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) (k + 1) m).repr
R : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) k m).repr
ω0 : Ordinal.{0} := ω ^ a0.repr
α' : Ordinal.{0} := ω0 * ↑↑n + a'.repr
IH : (k ≠ 0 → R < ω0 ^ succ ↑k) ∧ ω0 ^ ↑k * α' + R = (α' + ↑m) ^ succ ↑k
RR : R' = ω0 ^ ↑k * (α' * ↑m) + R
α0 : 0 < α'
ω00 : 0 < ω0 ^ ↑k
Rl : R < ω ^ (a0.repr * succ ↑k)
⊢ ω ∣ ω0

Tactic:
simpa using opow_dvd_opow ω (one_le_iff_ne_zero.2 e0)

Result:
no goals

Proof state:
case succ.refine_1.a.refine_2
a0 a' : ONote
N0 : a0.NF
Na' : a'.NF
m : ℕ
d : ω ∣ a'.repr
e0✝ : a0.repr ≠ 0
h : a'.repr + ↑m < ω ^ a0.repr
n : ℕ+
No : (a0.oadd n a').NF
k : ℕ
R' : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) (k + 1) m).repr
R : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) k m).repr
ω0 : Ordinal.{0} := ω ^ a0.repr
α' : Ordinal.{0} := ω0 * ↑↑n + a'.repr
IH : (k ≠ 0 → R < ω0 ^ succ ↑k) ∧ ω0 ^ ↑k * α' + R = (α' + ↑m) ^ succ ↑k
RR : R' = ω0 ^ ↑k * (α' * ↑m) + R
α0 : 0 < α'
ω00 : 0 < ω0 ^ ↑k
Rl : R < ω ^ (a0.repr * succ ↑k)
x✝ : k + 1 ≠ 0
e0 : 0 < a0.repr
rr0 : 0 < a0.repr + a0.repr
this : (a0.oadd n a').repr < ω ^ (a0.repr + a0.repr)
⊢ α' * ↑m < ω ^ (a0.repr + a0.repr)

Tactic:
exact mul_lt_omega0_opow rr0 this (nat_lt_omega0 _)

Result:
no goals

Proof state:
a0 a' : ONote
N0 : a0.NF
Na' : a'.NF
m : ℕ
d : ω ∣ a'.repr
e0 : a0.repr ≠ 0
h : a'.repr + ↑m < ω ^ a0.repr
n : ℕ+
No : (a0.oadd n a').NF
k : ℕ
R' : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) (k + 1) m).repr
R : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) k m).repr
ω0 : Ordinal.{0} := ω ^ a0.repr
α' : Ordinal.{0} := ω0 * ↑↑n + a'.repr
IH : (k ≠ 0 → R < ω0 ^ succ ↑k) ∧ ω0 ^ ↑k * α' + R = (α' + ↑m) ^ succ ↑k
⊢ R' = ω0 ^ ↑k * (α' * ↑m) + R

Tactic:
by_cases h : m = 0

Result:
case pos
a0 a' : ONote
N0 : a0.NF
Na' : a'.NF
m : ℕ
d : ω ∣ a'.repr
e0 : a0.repr ≠ 0
h✝ : a'.repr + ↑m < ω ^ a0.repr
n : ℕ+
No : (a0.oadd n a').NF
k : ℕ
R' : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) (k + 1) m).repr
R : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) k m).repr
ω0 : Ordinal.{0} := ω ^ a0.repr
α' : Ordinal.{0} := ω0 * ↑↑n + a'.repr
IH : (k ≠ 0 → R < ω0 ^ succ ↑k) ∧ ω0 ^ ↑k * α' + R = (α' + ↑m) ^ succ ↑k
h : m = 0
⊢ R' = ω0 ^ ↑k * (α' * ↑m) + R

case neg
a0 a' : ONote
N0 : a0.NF
Na' : a'.NF
m : ℕ
d : ω ∣ a'.repr
e0 : a0.repr ≠ 0
h✝ : a'.repr + ↑m < ω ^ a0.repr
n : ℕ+
No : (a0.oadd n a').NF
k : ℕ
R' : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) (k + 1) m).repr
R : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) k m).repr
ω0 : Ordinal.{0} := ω ^ a0.repr
α' : Ordinal.{0} := ω0 * ↑↑n + a'.repr
IH : (k ≠ 0 → R < ω0 ^ succ ↑k) ∧ ω0 ^ ↑k * α' + R = (α' + ↑m) ^ succ ↑k
h : ¬m = 0
⊢ R' = ω0 ^ ↑k * (α' * ↑m) + R

Proof state:
case pos.succ
a0 a' : ONote
N0 : a0.NF
Na' : a'.NF
d : ω ∣ a'.repr
e0 : a0.repr ≠ 0
n : ℕ+
No : (a0.oadd n a').NF
k : ℕ
ω0 : Ordinal.{0} := ω ^ a0.repr
α' : Ordinal.{0} := ω0 * ↑↑n + a'.repr
α0 : 0 < α'
ω00 : 0 < ω0 ^ ↑k
k0 : k = 0
m : ℕ
h : a'.repr + ↑(m + 1) < ω ^ a0.repr
R' : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑(m + 1)) (k + 1) (m + 1)).repr
R : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑(m + 1)) k (m + 1)).repr
IH : (k ≠ 0 → R < ω0 ^ succ ↑k) ∧ ω0 ^ ↑k * α' + R = (α' + ↑(m + 1)) ^ succ ↑k
RR : R' = ω0 ^ ↑k * (α' * ↑(m + 1)) + R
⊢ ↑m.succ < ω

Tactic:
apply nat_lt_omega0

Result:
no goals

Proof state:
case succ.refine_1.a
a0 a' : ONote
N0 : a0.NF
Na' : a'.NF
m : ℕ
d : ω ∣ a'.repr
e0✝ : a0.repr ≠ 0
h : a'.repr + ↑m < ω ^ a0.repr
n : ℕ+
No : (a0.oadd n a').NF
k : ℕ
R' : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) (k + 1) m).repr
R : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) k m).repr
ω0 : Ordinal.{0} := ω ^ a0.repr
α' : Ordinal.{0} := ω0 * ↑↑n + a'.repr
IH : (k ≠ 0 → R < ω0 ^ succ ↑k) ∧ ω0 ^ ↑k * α' + R = (α' + ↑m) ^ succ ↑k
RR : R' = ω0 ^ ↑k * (α' * ↑m) + R
α0 : 0 < α'
ω00 : 0 < ω0 ^ ↑k
Rl : R < ω ^ (a0.repr * succ ↑k)
x✝ : k + 1 ≠ 0
e0 : 0 < a0.repr
rr0 : 0 < a0.repr + a0.repr
⊢ α' * ↑m < ω ^ (a0.repr + a0.repr)

Tactic:
have : _ < ω ^ (repr a0 + repr a0) := (No.below_of_lt ?_).repr_lt

Result:
case succ.refine_1.a.refine_2
a0 a' : ONote
N0 : a0.NF
Na' : a'.NF
m : ℕ
d : ω ∣ a'.repr
e0✝ : a0.repr ≠ 0
h : a'.repr + ↑m < ω ^ a0.repr
n : ℕ+
No : (a0.oadd n a').NF
k : ℕ
R' : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) (k + 1) m).repr
R : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) k m).repr
ω0 : Ordinal.{0} := ω ^ a0.repr
α' : Ordinal.{0} := ω0 * ↑↑n + a'.repr
IH : (k ≠ 0 → R < ω0 ^ succ ↑k) ∧ ω0 ^ ↑k * α' + R = (α' + ↑m) ^ succ ↑k
RR : R' = ω0 ^ ↑k * (α' * ↑m) + R
α0 : 0 < α'
ω00 : 0 < ω0 ^ ↑k
Rl : R < ω ^ (a0.repr * succ ↑k)
x✝ : k + 1 ≠ 0
e0 : 0 < a0.repr
rr0 : 0 < a0.repr + a0.repr
this : (a0.oadd n a').repr < ω ^ (a0.repr + a0.repr)
⊢ α' * ↑m < ω ^ (a0.repr + a0.repr)

case succ.refine_1.a.refine_1
a0 a' : ONote
N0 : a0.NF
Na' : a'.NF
m : ℕ
d : ω ∣ a'.repr
e0✝ : a0.repr ≠ 0
h : a'.repr + ↑m < ω ^ a0.repr
n : ℕ+
No : (a0.oadd n a').NF
k : ℕ
R' : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) (k + 1) m).repr
R : Ordinal.{0} := (opowAux 0 a0 (a0.oadd n a' * ↑m) k m).repr
ω0 : Ordinal.{0} := ω ^ a0.repr
α' : Ordinal.{0} := ω0 * ↑↑n + a'.repr
IH : (k ≠ 0 → R < ω0 ^ succ ↑k) ∧ ω0 ^ ↑k * α' + R = (α' + ↑m) ^ succ ↑k
RR : R' = ω0 ^ ↑k * (α' * ↑m) + R
α0 : 0 < α'
ω00 : 0 < ω0 ^ ↑k
Rl : R < ω ^ (a0.repr * succ ↑k)
x✝ : k + 1 ≠ 0
e0 : 0 < a0.repr
rr0 : 0 < a0.repr + a0.repr
⊢ a0.repr < a0.repr + a0.repr