-- Mathlib/Topology/PartitionOfUnity.lean
theorem exists_isSubordinate_of_locallyFinite_of_prop_t2space [LocallyCompactSpace X] [T2Space X]
    (p : (X → ℝ) → Prop) (h01 : ∀ s t, IsClosed s → IsCompact t → Disjoint s t → ∃ f : C(X, ℝ),
    p f ∧ EqOn f 0 s ∧ EqOn f 1 t ∧ ∀ x, f x ∈ Icc (0 : ℝ) 1)
    (hs : IsCompact s) (U : ι → Set X) (ho : ∀ i, IsOpen (U i)) (hf : LocallyFinite U)
    (hU : s ⊆ ⋃ i, U i) :
    ∃ f : BumpCovering ι X s, (∀ i, p (f i)) ∧ f.IsSubordinate U ∧
      ∀ i, HasCompactSupport (f i)

Proof state:
case intro.intro.intro.intro
ι : Type u
X : Type v
inst✝² : TopologicalSpace X
s : Set X
inst✝¹ : LocallyCompactSpace X
inst✝ : T2Space X
p : (X → ℝ) → Prop
h01 :
  ∀ (s t : Set X),
    IsClosed s → IsCompact t → Disjoint s t → ∃ f, p ⇑f ∧ EqOn (⇑f) 0 s ∧ EqOn (⇑f) 1 t ∧ ∀ (x : X), f x ∈ Icc 0 1
hs : IsCompact s
U : ι → Set X
ho : ∀ (i : ι), IsOpen (U i)
hf : LocallyFinite U
hU : s ⊆ ⋃ i, U i
V : ι → Set X
hsV : s ⊆ iUnion V
hVo : ∀ (i : ι), IsOpen (V i)
hVU : ∀ (i : ι), closure (V i) ⊆ U i
hcp : ∀ (i : ι), IsCompact (closure (V i))
hVU' : ∀ (i : ι), V i ⊆ U i
⊢ ∃ f, (∀ (i : ι), p ⇑(f i)) ∧ f.IsSubordinate U ∧ ∀ (i : ι), HasCompactSupport ⇑(f i)

Tactic:
rcases exists_subset_iUnion_closure_subset_t2space hs hVo
  (fun x _ => (hf.subset hVU').point_finite x) hsV with ⟨W, hsW, hWo, hWV, hWc⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
ι : Type u
X : Type v
inst✝² : TopologicalSpace X
s : Set X
inst✝¹ : LocallyCompactSpace X
inst✝ : T2Space X
p : (X → ℝ) → Prop
h01 :
  ∀ (s t : Set X),
    IsClosed s → IsCompact t → Disjoint s t → ∃ f, p ⇑f ∧ EqOn (⇑f) 0 s ∧ EqOn (⇑f) 1 t ∧ ∀ (x : X), f x ∈ Icc 0 1
hs : IsCompact s
U : ι → Set X
ho : ∀ (i : ι), IsOpen (U i)
hf : LocallyFinite U
hU : s ⊆ ⋃ i, U i
V : ι → Set X
hsV : s ⊆ iUnion V
hVo : ∀ (i : ι), IsOpen (V i)
hVU : ∀ (i : ι), closure (V i) ⊆ U i
hcp : ∀ (i : ι), IsCompact (closure (V i))
hVU' : ∀ (i : ι), V i ⊆ U i
W : ι → Set X
hsW : s ⊆ iUnion W
hWo : ∀ (i : ι), IsOpen (W i)
hWV : ∀ (i : ι), closure (W i) ⊆ V i
hWc : ∀ (i : ι), IsCompact (closure (W i))
⊢ ∃ f, (∀ (i : ι), p ⇑(f i)) ∧ f.IsSubordinate U ∧ ∀ (i : ι), HasCompactSupport ⇑(f i)

Proof state:
ι : Type u
X : Type v
inst✝² : TopologicalSpace X
s : Set X
inst✝¹ : LocallyCompactSpace X
inst✝ : T2Space X
p : (X → ℝ) → Prop
h01 :
  ∀ (s t : Set X),
    IsClosed s → IsCompact t → Disjoint s t → ∃ f, p ⇑f ∧ EqOn (⇑f) 0 s ∧ EqOn (⇑f) 1 t ∧ ∀ (x : X), f x ∈ Icc 0 1
hs : IsCompact s
U : ι → Set X
ho : ∀ (i : ι), IsOpen (U i)
hf : LocallyFinite U
hU : s ⊆ ⋃ i, U i
⊢ ∃ f, (∀ (i : ι), p ⇑(f i)) ∧ f.IsSubordinate U ∧ ∀ (i : ι), HasCompactSupport ⇑(f i)

Tactic:
rcases exists_subset_iUnion_closure_subset_t2space hs ho (fun x _ => hf.point_finite x) hU with
  ⟨V, hsV, hVo, hVU, hcp⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro
ι : Type u
X : Type v
inst✝² : TopologicalSpace X
s : Set X
inst✝¹ : LocallyCompactSpace X
inst✝ : T2Space X
p : (X → ℝ) → Prop
h01 :
  ∀ (s t : Set X),
    IsClosed s → IsCompact t → Disjoint s t → ∃ f, p ⇑f ∧ EqOn (⇑f) 0 s ∧ EqOn (⇑f) 1 t ∧ ∀ (x : X), f x ∈ Icc 0 1
hs : IsCompact s
U : ι → Set X
ho : ∀ (i : ι), IsOpen (U i)
hf : LocallyFinite U
hU : s ⊆ ⋃ i, U i
V : ι → Set X
hsV : s ⊆ iUnion V
hVo : ∀ (i : ι), IsOpen (V i)
hVU : ∀ (i : ι), closure (V i) ⊆ U i
hcp : ∀ (i : ι), IsCompact (closure (V i))
⊢ ∃ f, (∀ (i : ι), p ⇑(f i)) ∧ f.IsSubordinate U ∧ ∀ (i : ι), HasCompactSupport ⇑(f i)

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
ι : Type u
X : Type v
inst✝² : TopologicalSpace X
s : Set X
inst✝¹ : LocallyCompactSpace X
inst✝ : T2Space X
p : (X → ℝ) → Prop
h01 :
  ∀ (s t : Set X),
    IsClosed s → IsCompact t → Disjoint s t → ∃ f, p ⇑f ∧ EqOn (⇑f) 0 s ∧ EqOn (⇑f) 1 t ∧ ∀ (x : X), f x ∈ Icc 0 1
hs : IsCompact s
U : ι → Set X
ho : ∀ (i : ι), IsOpen (U i)
hf : LocallyFinite U
hU : s ⊆ ⋃ i, U i
V : ι → Set X
hsV : s ⊆ iUnion V
hVo : ∀ (i : ι), IsOpen (V i)
hVU : ∀ (i : ι), closure (V i) ⊆ U i
hcp : ∀ (i : ι), IsCompact (closure (V i))
hVU' : ∀ (i : ι), V i ⊆ U i
W : ι → Set X
hsW : s ⊆ iUnion W
hWo : ∀ (i : ι), IsOpen (W i)
hWV : ∀ (i : ι), closure (W i) ⊆ V i
hWc : ∀ (i : ι), IsCompact (closure (W i))
f : ι → C(X, ℝ)
hfp : ∀ (i : ι), p ⇑(f i)
hf0 : ∀ (i : ι), EqOn (⇑(f i)) 0 (V i)ᶜ
hf1 : ∀ (i : ι), EqOn (⇑(f i)) 1 (closure (W i))
hf01 : ∀ (i : ι) (x : X), (f i) x ∈ Icc 0 1
⊢ ∃ f, (∀ (i : ι), p ⇑(f i)) ∧ f.IsSubordinate U ∧ ∀ (i : ι), HasCompactSupport ⇑(f i)

Tactic:
have hsupp i : support (f i) ⊆ V i := support_subset_iff'.2 (hf0 i)

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
ι : Type u
X : Type v
inst✝² : TopologicalSpace X
s : Set X
inst✝¹ : LocallyCompactSpace X
inst✝ : T2Space X
p : (X → ℝ) → Prop
h01 :
  ∀ (s t : Set X),
    IsClosed s → IsCompact t → Disjoint s t → ∃ f, p ⇑f ∧ EqOn (⇑f) 0 s ∧ EqOn (⇑f) 1 t ∧ ∀ (x : X), f x ∈ Icc 0 1
hs : IsCompact s
U : ι → Set X
ho : ∀ (i : ι), IsOpen (U i)
hf : LocallyFinite U
hU : s ⊆ ⋃ i, U i
V : ι → Set X
hsV : s ⊆ iUnion V
hVo : ∀ (i : ι), IsOpen (V i)
hVU : ∀ (i : ι), closure (V i) ⊆ U i
hcp : ∀ (i : ι), IsCompact (closure (V i))
hVU' : ∀ (i : ι), V i ⊆ U i
W : ι → Set X
hsW : s ⊆ iUnion W
hWo : ∀ (i : ι), IsOpen (W i)
hWV : ∀ (i : ι), closure (W i) ⊆ V i
hWc : ∀ (i : ι), IsCompact (closure (W i))
f : ι → C(X, ℝ)
hfp : ∀ (i : ι), p ⇑(f i)
hf0 : ∀ (i : ι), EqOn (⇑(f i)) 0 (V i)ᶜ
hf1 : ∀ (i : ι), EqOn (⇑(f i)) 1 (closure (W i))
hf01 : ∀ (i : ι) (x : X), (f i) x ∈ Icc 0 1
hsupp : ∀ (i : ι), support ⇑(f i) ⊆ V i
⊢ ∃ f, (∀ (i : ι), p ⇑(f i)) ∧ f.IsSubordinate U ∧ ∀ (i : ι), HasCompactSupport ⇑(f i)

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
ι : Type u
X : Type v
inst✝² : TopologicalSpace X
s : Set X
inst✝¹ : LocallyCompactSpace X
inst✝ : T2Space X
p : (X → ℝ) → Prop
h01 :
  ∀ (s t : Set X),
    IsClosed s → IsCompact t → Disjoint s t → ∃ f, p ⇑f ∧ EqOn (⇑f) 0 s ∧ EqOn (⇑f) 1 t ∧ ∀ (x : X), f x ∈ Icc 0 1
hs : IsCompact s
U : ι → Set X
ho : ∀ (i : ι), IsOpen (U i)
hf : LocallyFinite U
hU : s ⊆ ⋃ i, U i
V : ι → Set X
hsV : s ⊆ iUnion V
hVo : ∀ (i : ι), IsOpen (V i)
hVU : ∀ (i : ι), closure (V i) ⊆ U i
hcp : ∀ (i : ι), IsCompact (closure (V i))
hVU' : ∀ (i : ι), V i ⊆ U i
W : ι → Set X
hsW : s ⊆ iUnion W
hWo : ∀ (i : ι), IsOpen (W i)
hWV : ∀ (i : ι), closure (W i) ⊆ V i
hWc : ∀ (i : ι), IsCompact (closure (W i))
f : ι → C(X, ℝ)
hfp : ∀ (i : ι), p ⇑(f i)
hf0 : ∀ (i : ι), EqOn (⇑(f i)) 0 (V i)ᶜ
hf1 : ∀ (i : ι), EqOn (⇑(f i)) 1 (closure (W i))
hf01 : ∀ (i : ι) (x : X), (f i) x ∈ Icc 0 1
hsupp : ∀ (i : ι), support ⇑(f i) ⊆ V i
x : X
hx : x ∈ s
⊢ ∃ i, ⇑(f i) =ᶠ[𝓝 x] 1

Tactic:
rcases mem_iUnion.1 (hsW hx) with ⟨i, hi⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
ι : Type u
X : Type v
inst✝² : TopologicalSpace X
s : Set X
inst✝¹ : LocallyCompactSpace X
inst✝ : T2Space X
p : (X → ℝ) → Prop
h01 :
  ∀ (s t : Set X),
    IsClosed s → IsCompact t → Disjoint s t → ∃ f, p ⇑f ∧ EqOn (⇑f) 0 s ∧ EqOn (⇑f) 1 t ∧ ∀ (x : X), f x ∈ Icc 0 1
hs : IsCompact s
U : ι → Set X
ho : ∀ (i : ι), IsOpen (U i)
hf : LocallyFinite U
hU : s ⊆ ⋃ i, U i
V : ι → Set X
hsV : s ⊆ iUnion V
hVo : ∀ (i : ι), IsOpen (V i)
hVU : ∀ (i : ι), closure (V i) ⊆ U i
hcp : ∀ (i : ι), IsCompact (closure (V i))
hVU' : ∀ (i : ι), V i ⊆ U i
W : ι → Set X
hsW : s ⊆ iUnion W
hWo : ∀ (i : ι), IsOpen (W i)
hWV : ∀ (i : ι), closure (W i) ⊆ V i
hWc : ∀ (i : ι), IsCompact (closure (W i))
f : ι → C(X, ℝ)
hfp : ∀ (i : ι), p ⇑(f i)
hf0 : ∀ (i : ι), EqOn (⇑(f i)) 0 (V i)ᶜ
hf1 : ∀ (i : ι), EqOn (⇑(f i)) 1 (closure (W i))
hf01 : ∀ (i : ι) (x : X), (f i) x ∈ Icc 0 1
hsupp : ∀ (i : ι), support ⇑(f i) ⊆ V i
x : X
hx : x ∈ s
i : ι
hi : x ∈ W i
⊢ ∃ i, ⇑(f i) =ᶠ[𝓝 x] 1