-- Mathlib/Dynamics/OmegaLimit.lean
theorem eventually_closure_subset_of_isCompact_absorbing_of_isOpen_of_omegaLimit_subset' {c : Set β}
    (hc₁ : IsCompact c) (hc₂ : ∃ v ∈ f, closure (image2 ϕ v s) ⊆ c) {n : Set β} (hn₁ : IsOpen n)
    (hn₂ : ω f ϕ s ⊆ n) : ∃ u ∈ f, closure (image2 ϕ u s) ⊆ n

Proof state:
case intro.intro
τ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
inst✝ : TopologicalSpace β
f : Filter τ
ϕ : τ → α → β
s : Set α
c : Set β
hc₁ : IsCompact c
n : Set β
hn₁ : IsOpen n
hn₂ : ω f ϕ s ⊆ n
v : Set τ
hv₁ : v ∈ f
hv₂ : closure (image2 ϕ v s) ⊆ c
k : Set β := closure (image2 ϕ v s)
hk : IsCompact (k \ n)
⊢ ∃ u ∈ f, closure (image2 ϕ u s) ⊆ n

Tactic:
let j u := (closure (image2 ϕ (u ∩ v) s))ᶜ

Result:
case intro.intro
τ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
inst✝ : TopologicalSpace β
f : Filter τ
ϕ : τ → α → β
s : Set α
c : Set β
hc₁ : IsCompact c
n : Set β
hn₁ : IsOpen n
hn₂ : ω f ϕ s ⊆ n
v : Set τ
hv₁ : v ∈ f
hv₂ : closure (image2 ϕ v s) ⊆ c
k : Set β := closure (image2 ϕ v s)
hk : IsCompact (k \ n)
j : Set τ → Set β := fun u => (closure (image2 ϕ (u ∩ v) s))ᶜ
⊢ ∃ u ∈ f, closure (image2 ϕ u s) ⊆ n

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro
τ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
inst✝ : TopologicalSpace β
f : Filter τ
ϕ : τ → α → β
s : Set α
c : Set β
hc₁ : IsCompact c
n : Set β
hn₁ : IsOpen n
hn₂ : ω f ϕ s ⊆ n
v : Set τ
hv₁ : v ∈ f
hv₂ : closure (image2 ϕ v s) ⊆ c
k : Set β := closure (image2 ϕ v s)
hk : IsCompact (k \ n)
j : Set τ → Set β := fun u => (closure (image2 ϕ (u ∩ v) s))ᶜ
hj₁ : ∀ u ∈ f, IsOpen (j u)
hj₂ : k \ n ⊆ ⋃ u ∈ f, j u
g : Set (Set τ)
hg₁ : ∀ u ∈ g, u ∈ f
hg₂ : g.Finite
hg₃ : k \ n ⊆ ⋃ i ∈ g, j i
w : Set τ := (⋂ u ∈ g, u) ∩ v
hw₂ : w ∈ f
hw₃ : k \ n ⊆ (closure (image2 ϕ w s))ᶜ
⊢ ∃ u ∈ f, closure (image2 ϕ u s) ⊆ n

Tactic:
have hw₄ : kᶜ ⊆ (closure (image2 ϕ w s))ᶜ := by
  simp only [compl_subset_compl]
  exact closure_mono (image2_subset inter_subset_right Subset.rfl)

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro
τ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
inst✝ : TopologicalSpace β
f : Filter τ
ϕ : τ → α → β
s : Set α
c : Set β
hc₁ : IsCompact c
n : Set β
hn₁ : IsOpen n
hn₂ : ω f ϕ s ⊆ n
v : Set τ
hv₁ : v ∈ f
hv₂ : closure (image2 ϕ v s) ⊆ c
k : Set β := closure (image2 ϕ v s)
hk : IsCompact (k \ n)
j : Set τ → Set β := fun u => (closure (image2 ϕ (u ∩ v) s))ᶜ
hj₁ : ∀ u ∈ f, IsOpen (j u)
hj₂ : k \ n ⊆ ⋃ u ∈ f, j u
g : Set (Set τ)
hg₁ : ∀ u ∈ g, u ∈ f
hg₂ : g.Finite
hg₃ : k \ n ⊆ ⋃ i ∈ g, j i
w : Set τ := (⋂ u ∈ g, u) ∩ v
hw₂ : w ∈ f
hw₃ : k \ n ⊆ (closure (image2 ϕ w s))ᶜ
hw₄ : kᶜ ⊆ (closure (image2 ϕ w s))ᶜ
⊢ ∃ u ∈ f, closure (image2 ϕ u s) ⊆ n

Proof state:
τ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
inst✝ : TopologicalSpace β
f : Filter τ
ϕ : τ → α → β
s : Set α
c : Set β
hc₁ : IsCompact c
n : Set β
hn₁ : IsOpen n
v : Set τ
hn₂ : ⋂ u, closure (image2 ϕ (↑u ∩ v) s) ⊆ n
hv₁ : v ∈ f
hv₂ : closure (image2 ϕ v s) ⊆ c
k : Set β := closure (image2 ϕ v s)
hk : IsCompact (k \ n)
j : Set τ → Set β := fun u => (closure (image2 ϕ (u ∩ v) s))ᶜ
hj₁ : ∀ u ∈ f, IsOpen (j u)
this : ⋃ u ∈ f, j u = ⋃ u, j ↑u
⊢ ⋂ i, k ∩ closure (image2 ϕ (↑i ∩ v) s) ⊆ n

Tactic:
rw [← inter_iInter]

Result:
τ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
inst✝ : TopologicalSpace β
f : Filter τ
ϕ : τ → α → β
s : Set α
c : Set β
hc₁ : IsCompact c
n : Set β
hn₁ : IsOpen n
v : Set τ
hn₂ : ⋂ u, closure (image2 ϕ (↑u ∩ v) s) ⊆ n
hv₁ : v ∈ f
hv₂ : closure (image2 ϕ v s) ⊆ c
k : Set β := closure (image2 ϕ v s)
hk : IsCompact (k \ n)
j : Set τ → Set β := fun u => (closure (image2 ϕ (u ∩ v) s))ᶜ
hj₁ : ∀ u ∈ f, IsOpen (j u)
this : ⋃ u ∈ f, j u = ⋃ u, j ↑u
⊢ k ∩ ⋂ i, closure (image2 ϕ (↑i ∩ v) s) ⊆ n

Proof state:
τ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
inst✝ : TopologicalSpace β
f : Filter τ
ϕ : τ → α → β
s : Set α
c : Set β
hc₁ : IsCompact c
n : Set β
hn₁ : IsOpen n
hn₂ : ω f ϕ s ⊆ n
v : Set τ
hv₁ : v ∈ f
hv₂ : closure (image2 ϕ v s) ⊆ c
k : Set β := closure (image2 ϕ v s)
hk : IsCompact (k \ n)
j : Set τ → Set β := fun u => (closure (image2 ϕ (u ∩ v) s))ᶜ
hj₁ : ∀ u ∈ f, IsOpen (j u)
hj₂ : k \ n ⊆ ⋃ u ∈ f, j u
g : Set (Set τ)
hg₁ : ∀ u ∈ g, u ∈ f
hg₂ : g.Finite
hg₃ : k \ n ⊆ ⋃ i ∈ g, j i
w : Set τ := (⋂ u ∈ g, u) ∩ v
⊢ w ∈ f

Tactic:
simpa [w, *]

Result:
no goals

Proof state:
τ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
inst✝ : TopologicalSpace β
f : Filter τ
ϕ : τ → α → β
s : Set α
c : Set β
hc₁ : IsCompact c
hc₂ : ∃ v ∈ f, closure (image2 ϕ v s) ⊆ c
n : Set β
hn₁ : IsOpen n
hn₂ : ω f ϕ s ⊆ n
⊢ ∃ u ∈ f, closure (image2 ϕ u s) ⊆ n

Tactic:
rcases hc₂ with ⟨v, hv₁, hv₂⟩

Result:
case intro.intro
τ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
inst✝ : TopologicalSpace β
f : Filter τ
ϕ : τ → α → β
s : Set α
c : Set β
hc₁ : IsCompact c
n : Set β
hn₁ : IsOpen n
hn₂ : ω f ϕ s ⊆ n
v : Set τ
hv₁ : v ∈ f
hv₂ : closure (image2 ϕ v s) ⊆ c
⊢ ∃ u ∈ f, closure (image2 ϕ u s) ⊆ n

Proof state:
case h.hs.h₁
τ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
inst✝ : TopologicalSpace β
f : Filter τ
ϕ : τ → α → β
s : Set α
c : Set β
hc₁ : IsCompact c
n : Set β
hn₁ : IsOpen n
hn₂ : ω f ϕ s ⊆ n
v : Set τ
hv₁ : v ∈ f
hv₂ : closure (image2 ϕ v s) ⊆ c
k : Set β := closure (image2 ϕ v s)
hk : IsCompact (k \ n)
j : Set τ → Set β := fun u => (closure (image2 ϕ (u ∩ v) s))ᶜ
hj₁ : ∀ u ∈ f, IsOpen (j u)
hj₂ : k \ n ⊆ ⋃ u ∈ f, j u
g : Set (Set τ)
hg₁ : ∀ u ∈ g, u ∈ f
hg₂ : g.Finite
hg₃ : k \ n ⊆ ⋃ i ∈ g, j i
w : Set τ := (⋂ u ∈ g, u) ∩ v
hw₂ : w ∈ f
u : Set τ
hu : u ∈ g
⊢ ⋂ u ∈ g, u ⊆ u

Tactic:
refine iInter_subset_of_subset u (iInter_subset_of_subset hu ?_)

Result:
case h.hs.h₁
τ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
inst✝ : TopologicalSpace β
f : Filter τ
ϕ : τ → α → β
s : Set α
c : Set β
hc₁ : IsCompact c
n : Set β
hn₁ : IsOpen n
hn₂ : ω f ϕ s ⊆ n
v : Set τ
hv₁ : v ∈ f
hv₂ : closure (image2 ϕ v s) ⊆ c
k : Set β := closure (image2 ϕ v s)
hk : IsCompact (k \ n)
j : Set τ → Set β := fun u => (closure (image2 ϕ (u ∩ v) s))ᶜ
hj₁ : ∀ u ∈ f, IsOpen (j u)
hj₂ : k \ n ⊆ ⋃ u ∈ f, j u
g : Set (Set τ)
hg₁ : ∀ u ∈ g, u ∈ f
hg₂ : g.Finite
hg₃ : k \ n ⊆ ⋃ i ∈ g, j i
w : Set τ := (⋂ u ∈ g, u) ∩ v
hw₂ : w ∈ f
u : Set τ
hu : u ∈ g
⊢ u ⊆ u

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro
τ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
inst✝ : TopologicalSpace β
f : Filter τ
ϕ : τ → α → β
s : Set α
c : Set β
hc₁ : IsCompact c
n : Set β
hn₁ : IsOpen n
hn₂ : ω f ϕ s ⊆ n
v : Set τ
hv₁ : v ∈ f
hv₂ : closure (image2 ϕ v s) ⊆ c
k : Set β := closure (image2 ϕ v s)
hk : IsCompact (k \ n)
j : Set τ → Set β := fun u => (closure (image2 ϕ (u ∩ v) s))ᶜ
hj₁ : ∀ u ∈ f, IsOpen (j u)
hj₂ : k \ n ⊆ ⋃ u ∈ f, j u
g : Set (Set τ)
hg₁ : ∀ u ∈ g, u ∈ f
hg₂ : g.Finite
hg₃ : k \ n ⊆ ⋃ i ∈ g, j i
w : Set τ := (⋂ u ∈ g, u) ∩ v
hw₂ : w ∈ f
⊢ ∃ u ∈ f, closure (image2 ϕ u s) ⊆ n

Tactic:
have hw₃ : k \ n ⊆ (closure (image2 ϕ w s))ᶜ := by
  apply Subset.trans hg₃
  simp only [j, iUnion_subset_iff, compl_subset_compl]
  intros u hu
  mono
  refine iInter_subset_of_subset u (iInter_subset_of_subset hu ?_)
  all_goals exact Subset.rfl

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro
τ : Type u_1
α : Type u_2
β : Type u_3
inst✝ : TopologicalSpace β
f : Filter τ
ϕ : τ → α → β
s : Set α
c : Set β
hc₁ : IsCompact c
n : Set β
hn₁ : IsOpen n
hn₂ : ω f ϕ s ⊆ n
v : Set τ
hv₁ : v ∈ f
hv₂ : closure (image2 ϕ v s) ⊆ c
k : Set β := closure (image2 ϕ v s)
hk : IsCompact (k \ n)
j : Set τ → Set β := fun u => (closure (image2 ϕ (u ∩ v) s))ᶜ
hj₁ : ∀ u ∈ f, IsOpen (j u)
hj₂ : k \ n ⊆ ⋃ u ∈ f, j u
g : Set (Set τ)
hg₁ : ∀ u ∈ g, u ∈ f
hg₂ : g.Finite
hg₃ : k \ n ⊆ ⋃ i ∈ g, j i
w : Set τ := (⋂ u ∈ g, u) ∩ v
hw₂ : w ∈ f
hw₃ : k \ n ⊆ (closure (image2 ϕ w s))ᶜ
⊢ ∃ u ∈ f, closure (image2 ϕ u s) ⊆ n