-- Mathlib/Topology/Metrizable/Uniformity.lean
theorem le_two_mul_dist_ofPreNNDist (d : X → X → ℝ≥0) (dist_self : ∀ x, d x x = 0)
    (dist_comm : ∀ x y, d x y = d y x)
    (hd : ∀ x₁ x₂ x₃ x₄, d x₁ x₄ ≤ 2 * max (d x₁ x₂) (max (d x₂ x₃) (d x₃ x₄))) (x y : X) :
    ↑(d x y) ≤ 2 * @dist X
      (@PseudoMetricSpace.toDist X (PseudoMetricSpace.ofPreNNDist d dist_self dist_comm)) x y

Proof state:
case intro.intro.refine_1.succ
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
M : ℕ
hMl : M < l.length
hMs : IsGreatest s (M + 1)
hM_lt : M + 1 < L.length
hM_ltx : M + 1 < (x :: l).length
hM_lty : M + 1 < (l ++ [y]).length
⊢ d x (x :: l)[M + 1] ≤ L.sum

Tactic:
have hMl' : length (take M l) = M := (length_take _ _).trans (min_eq_left hMl.le)

Result:
case intro.intro.refine_1.succ
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
M : ℕ
hMl : M < l.length
hMs : IsGreatest s (M + 1)
hM_lt : M + 1 < L.length
hM_ltx : M + 1 < (x :: l).length
hM_lty : M + 1 < (l ++ [y]).length
hMl' : (take M l).length = M
⊢ d x (x :: l)[M + 1] ≤ L.sum

Proof state:
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
⊢ L.length = l.length + 1

Tactic:
simp [L]

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.refine_1.succ
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
M : ℕ
hMl : M + 1 ≤ l.length
hMs : IsGreatest s (M + 1)
hM_lt : M + 1 < L.length
hM_ltx : M + 1 < (x :: l).length
hM_lty : M + 1 < (l ++ [y]).length
⊢ d x (x :: l)[M + 1] ≤ L.sum

Tactic:
rw [Nat.succ_le_iff] at hMl

Result:
case intro.intro.refine_1.succ
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
M : ℕ
hMl : M < l.length
hMs : IsGreatest s (M + 1)
hM_lt : M + 1 < L.length
hM_ltx : M + 1 < (x :: l).length
hM_lty : M + 1 < (l ++ [y]).length
⊢ d x (x :: l)[M + 1] ≤ L.sum

Proof state:
case intro.intro
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
M : ℕ
hMl : M ≤ l.length
hMs : IsGreatest s M
hM_lt : M < L.length
hM_ltx : M < (x :: l).length
⊢ ∃ z z', d x z ≤ L.sum ∧ d z z' ≤ L.sum ∧ d z' y ≤ L.sum

Tactic:
have hM_lty : M < length (l ++ [y]) := lt_length_right_of_zipWith hM_lt

Result:
case intro.intro
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
M : ℕ
hMl : M ≤ l.length
hMs : IsGreatest s M
hM_lt : M < L.length
hM_ltx : M < (x :: l).length
hM_lty : M < (l ++ [y]).length
⊢ ∃ z z', d x z ≤ L.sum ∧ d z z' ≤ L.sum ∧ d z' y ≤ L.sum

Proof state:
case intro.intro.refine_3.inr
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
M : ℕ
hMl✝ : M ≤ l.length
hMs : IsGreatest s M
hM_lt : M < L.length
hM_ltx : M < (x :: l).length
hM_lty : M < (l ++ [y]).length
hMl : M < l.length
⊢ d l[M] y ≤ L.sum

Tactic:
have hlen : length (drop (M + 1) l) = length l - (M + 1) := length_drop _ _

Result:
case intro.intro.refine_3.inr
X : Type u_1
d : X → X → ℝ≥0
dist_self : ∀ (x : X), d x x = 0
dist_comm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hd : ∀ (x₁ x₂ x₃ x₄ : X), d x₁ x₄ ≤ 2 * (d x₁ x₂ ⊔ (d x₂ x₃ ⊔ d x₃ x₄))
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
x y : X
l : List X
ihn : ∀ m < l.length, ∀ (x y : X) (l : List X), l.length = m → d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum
L : List ℝ≥0 := zipWith d (x :: l) (l ++ [y])
hL_len : L.length = l.length + 1
hd₀ : d x y ≠ 0
s : Set ℕ := {m | 2 * (take m L).sum ≤ L.sum}
hs₀ : 0 ∈ s
hsne : s.Nonempty
M : ℕ
hMl✝ : M ≤ l.length
hMs : IsGreatest s M
hM_lt : M < L.length
hM_ltx : M < (x :: l).length
hM_lty : M < (l ++ [y]).length
hMl : M < l.length
hlen : (drop (M + 1) l).length = l.length - (M + 1)
⊢ d l[M] y ≤ L.sum