-- Mathlib/GroupTheory/CoprodI.lean
theorem _root_.FreeGroup.injective_lift_of_ping_pong : Function.Injective (FreeGroup.lift a)

Proof state:
case refine_1
ι : Type u_1
inst✝² : Nontrivial ι
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
a : ι → G
α : Type u_4
inst✝ : MulAction G α
X Y : ι → Set α
hXnonempty : ∀ (i : ι), (X i).Nonempty
hXdisj : Pairwise (Disjoint on X)
hYdisj : Pairwise (Disjoint on Y)
hXYdisj : ∀ (i j : ι), Disjoint (X i) (Y j)
hX : ∀ (i : ι), a i • (Y i)ᶜ ⊆ X i
hY : ∀ (i : ι), a⁻¹ i • (X i)ᶜ ⊆ Y i
H : ι → Type := fun _i => FreeGroup Unit
f : (i : ι) → H i →* G := fun i => FreeGroup.lift fun x => a i
X' : ι → Set α := fun i => X i ∪ Y i
i j : ι
hij : i ≠ j
n : ℤ
hnne0 : n ≠ 0
hgt : n < 0
h1n : n ≤ -1
⊢ (a i)⁻¹ • (X i)ᶜ ⊆ Y i

Tactic:
exact hY i

Result:
no goals

Proof state:
case h
ι : Type u_1
inst✝² : Nontrivial ι
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
a : ι → G
α : Type u_4
inst✝ : MulAction G α
X Y : ι → Set α
hXnonempty : ∀ (i : ι), (X i).Nonempty
hXdisj : Pairwise (Disjoint on X)
hYdisj : Pairwise (Disjoint on Y)
hXYdisj : ∀ (i j : ι), Disjoint (X i) (Y j)
hX : ∀ (i : ι), a i • (Y i)ᶜ ⊆ X i
hY : ∀ (i : ι), a⁻¹ i • (X i)ᶜ ⊆ Y i
H : ι → Type := fun _i => FreeGroup Unit
f : (i : ι) → H i →* G := fun i => FreeGroup.lift fun x => a i
X' : ι → Set α := fun i => X i ∪ Y i
inhabited_h : Inhabited ι
⊢ 3 ≤ #(H default)

Tactic:
simp only [H]

Result:
case h
ι : Type u_1
inst✝² : Nontrivial ι
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
a : ι → G
α : Type u_4
inst✝ : MulAction G α
X Y : ι → Set α
hXnonempty : ∀ (i : ι), (X i).Nonempty
hXdisj : Pairwise (Disjoint on X)
hYdisj : Pairwise (Disjoint on Y)
hXYdisj : ∀ (i j : ι), Disjoint (X i) (Y j)
hX : ∀ (i : ι), a i • (Y i)ᶜ ⊆ X i
hY : ∀ (i : ι), a⁻¹ i • (X i)ᶜ ⊆ Y i
H : ι → Type := fun _i => FreeGroup Unit
f : (i : ι) → H i →* G := fun i => FreeGroup.lift fun x => a i
X' : ι → Set α := fun i => X i ∪ Y i
inhabited_h : Inhabited ι
⊢ 3 ≤ #(FreeGroup Unit)

Proof state:
ι : Type u_1
inst✝² : Nontrivial ι
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
a : ι → G
α : Type u_4
inst✝ : MulAction G α
X Y : ι → Set α
hXnonempty : ∀ (i : ι), (X i).Nonempty
hXdisj : Pairwise (Disjoint on X)
hYdisj : Pairwise (Disjoint on Y)
hXYdisj : ∀ (i j : ι), Disjoint (X i) (Y j)
hX : ∀ (i : ι), a i • (Y i)ᶜ ⊆ X i
hY : ∀ (i : ι), a⁻¹ i • (X i)ᶜ ⊆ Y i
H : ι → Type := fun _i => FreeGroup Unit
f : (i : ι) → H i →* G := fun i => FreeGroup.lift fun x => a i
X' : ι → Set α := fun i => X i ∪ Y i
i j : ι
hij : i ≠ j
n : ℤ
hnne0 : n ≠ 0
hgt : n < 0
⊢ n ≤ -1

Tactic:
apply Int.le_of_lt_add_one

Result:
case H
ι : Type u_1
inst✝² : Nontrivial ι
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
a : ι → G
α : Type u_4
inst✝ : MulAction G α
X Y : ι → Set α
hXnonempty : ∀ (i : ι), (X i).Nonempty
hXdisj : Pairwise (Disjoint on X)
hYdisj : Pairwise (Disjoint on Y)
hXYdisj : ∀ (i j : ι), Disjoint (X i) (Y j)
hX : ∀ (i : ι), a i • (Y i)ᶜ ⊆ X i
hY : ∀ (i : ι), a⁻¹ i • (X i)ᶜ ⊆ Y i
H : ι → Type := fun _i => FreeGroup Unit
f : (i : ι) → H i →* G := fun i => FreeGroup.lift fun x => a i
X' : ι → Set α := fun i => X i ∪ Y i
i j : ι
hij : i ≠ j
n : ℤ
hnne0 : n ≠ 0
hgt : n < 0
⊢ n < -1 + 1

Proof state:
case refine_2
ι : Type u_1
inst✝² : Nontrivial ι
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
a : ι → G
α : Type u_4
inst✝ : MulAction G α
X Y : ι → Set α
hXnonempty : ∀ (i : ι), (X i).Nonempty
hXdisj : Pairwise (Disjoint on X)
hYdisj : Pairwise (Disjoint on Y)
hXYdisj : ∀ (i j : ι), Disjoint (X i) (Y j)
hX : ∀ (i : ι), a i • (Y i)ᶜ ⊆ X i
hY : ∀ (i : ι), a⁻¹ i • (X i)ᶜ ⊆ Y i
H : ι → Type := fun _i => FreeGroup Unit
f : (i : ι) → H i →* G := fun i => FreeGroup.lift fun x => a i
X' : ι → Set α := fun i => X i ∪ Y i
i j : ι
hij : i ≠ j
n✝ : ℤ
h1n : 1 ≤ n✝
n : ℤ
_hle : 1 ≤ n
hi : a i ^ n • (Y i)ᶜ ⊆ X i
⊢ a i ^ (n + 1) • (Y i)ᶜ ⊆ X i

Tactic:
calc
  a i ^ (n + 1) • (Y i)ᶜ = (a i ^ n * a i) • (Y i)ᶜ := by rw [zpow_add, zpow_one]
  _ = a i ^ n • a i • (Y i)ᶜ := MulAction.mul_smul _ _ _
  _ ⊆ a i ^ n • X i := smul_set_mono <| hX i
  _ ⊆ a i ^ n • (Y i)ᶜ := smul_set_mono (hXYdisj i i).subset_compl_right
  _ ⊆ X i := hi

Result:
no goals

Proof state:
ι : Type u_1
inst✝² : Nontrivial ι
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
a : ι → G
α : Type u_4
inst✝ : MulAction G α
X Y : ι → Set α
hXnonempty : ∀ (i : ι), (X i).Nonempty
hXdisj : Pairwise (Disjoint on X)
hYdisj : Pairwise (Disjoint on Y)
hXYdisj : ∀ (i j : ι), Disjoint (X i) (Y j)
hX : ∀ (i : ι), a i • (Y i)ᶜ ⊆ X i
hY : ∀ (i : ι), a⁻¹ i • (X i)ᶜ ⊆ Y i
H : ι → Type := fun _i => FreeGroup Unit
f : (i : ι) → H i →* G := fun i => FreeGroup.lift fun x => a i
X' : ι → Set α := fun i => X i ∪ Y i
i j : ι
hij : i ≠ j
hne1 : FreeGroup.freeGroupUnitEquivInt.symm 0 ≠ 1
⊢ False

Tactic:
apply hne1

Result:
ι : Type u_1
inst✝² : Nontrivial ι
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
a : ι → G
α : Type u_4
inst✝ : MulAction G α
X Y : ι → Set α
hXnonempty : ∀ (i : ι), (X i).Nonempty
hXdisj : Pairwise (Disjoint on X)
hYdisj : Pairwise (Disjoint on Y)
hXYdisj : ∀ (i j : ι), Disjoint (X i) (Y j)
hX : ∀ (i : ι), a i • (Y i)ᶜ ⊆ X i
hY : ∀ (i : ι), a⁻¹ i • (X i)ᶜ ⊆ Y i
H : ι → Type := fun _i => FreeGroup Unit
f : (i : ι) → H i →* G := fun i => FreeGroup.lift fun x => a i
X' : ι → Set α := fun i => X i ∪ Y i
i j : ι
hij : i ≠ j
hne1 : FreeGroup.freeGroupUnitEquivInt.symm 0 ≠ 1
⊢ FreeGroup.freeGroupUnitEquivInt.symm 0 = 1

Proof state:
ι : Type u_1
inst✝² : Nontrivial ι
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
a : ι → G
α : Type u_4
inst✝ : MulAction G α
X Y : ι → Set α
hXnonempty : ∀ (i : ι), (X i).Nonempty
hXdisj : Pairwise (Disjoint on X)
hYdisj : Pairwise (Disjoint on Y)
hXYdisj : ∀ (i j : ι), Disjoint (X i) (Y j)
hX : ∀ (i : ι), a i • (Y i)ᶜ ⊆ X i
hY : ∀ (i : ι), a⁻¹ i • (X i)ᶜ ⊆ Y i
⊢ Function.Injective (⇑(lift fun i => FreeGroup.lift fun x => a i) ∘ ⇑freeGroupEquivCoprodI.toMonoidHom)

Tactic:
refine Function.Injective.comp ?_ (MulEquiv.injective freeGroupEquivCoprodI)

Result:
ι : Type u_1
inst✝² : Nontrivial ι
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
a : ι → G
α : Type u_4
inst✝ : MulAction G α
X Y : ι → Set α
hXnonempty : ∀ (i : ι), (X i).Nonempty
hXdisj : Pairwise (Disjoint on X)
hYdisj : Pairwise (Disjoint on Y)
hXYdisj : ∀ (i j : ι), Disjoint (X i) (Y j)
hX : ∀ (i : ι), a i • (Y i)ᶜ ⊆ X i
hY : ∀ (i : ι), a⁻¹ i • (X i)ᶜ ⊆ Y i
⊢ Function.Injective ⇑(lift fun i => FreeGroup.lift fun x => a i)