-- Mathlib/Analysis/Convex/Radon.lean
theorem helly_theorem_compact [TopologicalSpace E] [T2Space E] {F : ι → Set E}
    (h_card : finrank 𝕜 E + 1 ≤ ENat.card ι)
    (h_convex : ∀ i, Convex 𝕜 (F i)) (h_compact : ∀ i, IsCompact (F i))
    (h_inter : ∀ I : Finset ι, #I = finrank 𝕜 E + 1 → (⋂ i ∈ I, F i).Nonempty) :
    (⋂ i, F i).Nonempty

Proof state:
case neg
ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁵ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝⁴ : AddCommGroup E
inst✝³ : Module 𝕜 E
inst✝² : FiniteDimensional 𝕜 E
inst✝¹ : TopologicalSpace E
inst✝ : T2Space E
F : ι → Set E
h_card : ↑(finrank 𝕜 E) + 1 ≤ ENat.card ι
h_convex : ∀ (i : ι), Convex 𝕜 (F i)
h_compact : ∀ (i : ι), IsCompact (F i)
h_inter : ∀ (I : Finset ι), #I = finrank 𝕜 E + 1 → (⋂ i ∈ I, F i).Nonempty
I : Finset ι
hI_card : #I ≤ finrank 𝕜 E + 1
h : ¬Infinite ι
this✝ : Finite ι
this : Fintype ι
⊢ ∃ J, I ⊆ J ∧ #J = finrank 𝕜 E + 1

Tactic:
apply exists_superset_card_eq hI_card

Result:
case neg
ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁵ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝⁴ : AddCommGroup E
inst✝³ : Module 𝕜 E
inst✝² : FiniteDimensional 𝕜 E
inst✝¹ : TopologicalSpace E
inst✝ : T2Space E
F : ι → Set E
h_card : ↑(finrank 𝕜 E) + 1 ≤ ENat.card ι
h_convex : ∀ (i : ι), Convex 𝕜 (F i)
h_compact : ∀ (i : ι), IsCompact (F i)
h_inter : ∀ (I : Finset ι), #I = finrank 𝕜 E + 1 → (⋂ i ∈ I, F i).Nonempty
I : Finset ι
hI_card : #I ≤ finrank 𝕜 E + 1
h : ¬Infinite ι
this✝ : Finite ι
this : Fintype ι
⊢ finrank 𝕜 E + 1 ≤ Fintype.card ι

Proof state:
case neg
ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁵ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝⁴ : AddCommGroup E
inst✝³ : Module 𝕜 E
inst✝² : FiniteDimensional 𝕜 E
inst✝¹ : TopologicalSpace E
inst✝ : T2Space E
F : ι → Set E
h_card : ↑(finrank 𝕜 E) + 1 ≤ ENat.card ι
h_convex : ∀ (i : ι), Convex 𝕜 (F i)
h_compact : ∀ (i : ι), IsCompact (F i)
h_inter : ∀ (I : Finset ι), #I = finrank 𝕜 E + 1 → (⋂ i ∈ I, F i).Nonempty
I : Finset ι
hI_card : #I ≤ finrank 𝕜 E + 1
h : ¬Infinite ι
⊢ ∃ J, I ⊆ J ∧ #J = finrank 𝕜 E + 1

Tactic:
have : Finite ι := Finite.of_not_infinite h

Result:
case neg
ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁵ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝⁴ : AddCommGroup E
inst✝³ : Module 𝕜 E
inst✝² : FiniteDimensional 𝕜 E
inst✝¹ : TopologicalSpace E
inst✝ : T2Space E
F : ι → Set E
h_card : ↑(finrank 𝕜 E) + 1 ≤ ENat.card ι
h_convex : ∀ (i : ι), Convex 𝕜 (F i)
h_compact : ∀ (i : ι), IsCompact (F i)
h_inter : ∀ (I : Finset ι), #I = finrank 𝕜 E + 1 → (⋂ i ∈ I, F i).Nonempty
I : Finset ι
hI_card : #I ≤ finrank 𝕜 E + 1
h : ¬Infinite ι
this : Finite ι
⊢ ∃ J, I ⊆ J ∧ #J = finrank 𝕜 E + 1

Proof state:
ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁵ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝⁴ : AddCommGroup E
inst✝³ : Module 𝕜 E
inst✝² : FiniteDimensional 𝕜 E
inst✝¹ : TopologicalSpace E
inst✝ : T2Space E
F : ι → Set E
h_card : ↑(finrank 𝕜 E) + 1 ≤ ENat.card ι
h_convex : ∀ (i : ι), Convex 𝕜 (F i)
h_compact : ∀ (i : ι), IsCompact (F i)
h_inter : ∀ (I : Finset ι), #I = finrank 𝕜 E + 1 → (⋂ i ∈ I, F i).Nonempty
⊢ (⋂ i, F i).Nonempty

Tactic:
apply helly_theorem_compact' h_convex h_compact

Result:
ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁵ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝⁴ : AddCommGroup E
inst✝³ : Module 𝕜 E
inst✝² : FiniteDimensional 𝕜 E
inst✝¹ : TopologicalSpace E
inst✝ : T2Space E
F : ι → Set E
h_card : ↑(finrank 𝕜 E) + 1 ≤ ENat.card ι
h_convex : ∀ (i : ι), Convex 𝕜 (F i)
h_compact : ∀ (i : ι), IsCompact (F i)
h_inter : ∀ (I : Finset ι), #I = finrank 𝕜 E + 1 → (⋂ i ∈ I, F i).Nonempty
⊢ ∀ (I : Finset ι), #I ≤ finrank 𝕜 E + 1 → (⋂ i ∈ I, F i).Nonempty

Proof state:
ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁵ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝⁴ : AddCommGroup E
inst✝³ : Module 𝕜 E
inst✝² : FiniteDimensional 𝕜 E
inst✝¹ : TopologicalSpace E
inst✝ : T2Space E
F : ι → Set E
h_card : ↑(finrank 𝕜 E) + 1 ≤ ENat.card ι
h_convex : ∀ (i : ι), Convex 𝕜 (F i)
h_compact : ∀ (i : ι), IsCompact (F i)
h_inter : ∀ (I : Finset ι), #I = finrank 𝕜 E + 1 → (⋂ i ∈ I, F i).Nonempty
I : Finset ι
hI_card : #I ≤ finrank 𝕜 E + 1
J : Finset ι
hJ_ss : I ⊆ J
hJ_card : #J = finrank 𝕜 E + 1
x✝ : ι
a✝ : x✝ ∈ Membership.mem I.val
⊢ ?m.45470 x✝ ⊆ F x✝

Tactic:
rfl

Result:
no goals

Proof state:
ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁵ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝⁴ : AddCommGroup E
inst✝³ : Module 𝕜 E
inst✝² : FiniteDimensional 𝕜 E
inst✝¹ : TopologicalSpace E
inst✝ : T2Space E
F : ι → Set E
h_card : ↑(finrank 𝕜 E) + 1 ≤ ENat.card ι
h_convex : ∀ (i : ι), Convex 𝕜 (F i)
h_compact : ∀ (i : ι), IsCompact (F i)
h_inter : ∀ (I : Finset ι), #I = finrank 𝕜 E + 1 → (⋂ i ∈ I, F i).Nonempty
I : Finset ι
hI_card : #I ≤ finrank 𝕜 E + 1
J : Finset ι
hJ_ss : I ⊆ J
hJ_card : #J = finrank 𝕜 E + 1
⊢ ∀ x ∈ Membership.mem I.val, ?m.45470 x ⊆ F x

Tactic:
intro _ _

Result:
ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁵ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝⁴ : AddCommGroup E
inst✝³ : Module 𝕜 E
inst✝² : FiniteDimensional 𝕜 E
inst✝¹ : TopologicalSpace E
inst✝ : T2Space E
F : ι → Set E
h_card : ↑(finrank 𝕜 E) + 1 ≤ ENat.card ι
h_convex : ∀ (i : ι), Convex 𝕜 (F i)
h_compact : ∀ (i : ι), IsCompact (F i)
h_inter : ∀ (I : Finset ι), #I = finrank 𝕜 E + 1 → (⋂ i ∈ I, F i).Nonempty
I : Finset ι
hI_card : #I ≤ finrank 𝕜 E + 1
J : Finset ι
hJ_ss : I ⊆ J
hJ_card : #J = finrank 𝕜 E + 1
x✝ : ι
a✝ : x✝ ∈ Membership.mem I.val
⊢ ?m.45470 x✝ ⊆ F x✝

Proof state:
case pos
ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁵ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝⁴ : AddCommGroup E
inst✝³ : Module 𝕜 E
inst✝² : FiniteDimensional 𝕜 E
inst✝¹ : TopologicalSpace E
inst✝ : T2Space E
F : ι → Set E
h_card : ↑(finrank 𝕜 E) + 1 ≤ ENat.card ι
h_convex : ∀ (i : ι), Convex 𝕜 (F i)
h_compact : ∀ (i : ι), IsCompact (F i)
h_inter : ∀ (I : Finset ι), #I = finrank 𝕜 E + 1 → (⋂ i ∈ I, F i).Nonempty
I : Finset ι
hI_card : #I ≤ finrank 𝕜 E + 1
h : Infinite ι
⊢ ∃ J, I ⊆ J ∧ #J = finrank 𝕜 E + 1

Tactic:
exact Infinite.exists_superset_card_eq _ _ hI_card

Result:
no goals

Proof state:
case neg
ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁵ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝⁴ : AddCommGroup E
inst✝³ : Module 𝕜 E
inst✝² : FiniteDimensional 𝕜 E
inst✝¹ : TopologicalSpace E
inst✝ : T2Space E
F : ι → Set E
h_card : ↑(finrank 𝕜 E) + 1 ≤ ENat.card ι
h_convex : ∀ (i : ι), Convex 𝕜 (F i)
h_compact : ∀ (i : ι), IsCompact (F i)
h_inter : ∀ (I : Finset ι), #I = finrank 𝕜 E + 1 → (⋂ i ∈ I, F i).Nonempty
I : Finset ι
hI_card : #I ≤ finrank 𝕜 E + 1
h : ¬Infinite ι
this : Finite ι
⊢ ∃ J, I ⊆ J ∧ #J = finrank 𝕜 E + 1

Tactic:
have : Fintype ι := Fintype.ofFinite ι

Result:
case neg
ι : Type u_1
𝕜 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁵ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝⁴ : AddCommGroup E
inst✝³ : Module 𝕜 E
inst✝² : FiniteDimensional 𝕜 E
inst✝¹ : TopologicalSpace E
inst✝ : T2Space E
F : ι → Set E
h_card : ↑(finrank 𝕜 E) + 1 ≤ ENat.card ι
h_convex : ∀ (i : ι), Convex 𝕜 (F i)
h_compact : ∀ (i : ι), IsCompact (F i)
h_inter : ∀ (I : Finset ι), #I = finrank 𝕜 E + 1 → (⋂ i ∈ I, F i).Nonempty
I : Finset ι
hI_card : #I ≤ finrank 𝕜 E + 1
h : ¬Infinite ι
this✝ : Finite ι
this : Fintype ι
⊢ ∃ J, I ⊆ J ∧ #J = finrank 𝕜 E + 1