-- Mathlib/Combinatorics/SetFamily/Compression/UV.lean
theorem shadow_compression_subset_compression_shadow (u v : Finset α)
    (huv : ∀ x ∈ u, ∃ y ∈ v, IsCompressed (u.erase x) (v.erase y) 𝒜) :
    ∂ (𝓒 u v 𝒜) ⊆ 𝓒 u v (∂ 𝒜)

Proof state:
case intro.intro
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
𝒜 : Finset (Finset α)
u v : Finset α
huv : ∀ x ∈ u, ∃ y ∈ v, IsCompressed (u.erase x) (v.erase y) 𝒜
𝒜' : Finset (Finset α) := 𝓒 u v 𝒜
s : Finset α
hs𝒜' : s ∈ ∂ 𝒜'
hs𝒜 : s ∉ ∂ 𝒜
m : ∀ y ∉ s, insert y s ∉ 𝒜
x : α
left✝ : x ∉ s
right✝ : insert x s ∈ 𝒜'
hus : u ⊆ insert x s
hvs : Disjoint v (insert x s)
⊢ u ⊆ s ∧ Disjoint v s ∧ (s ∪ v) \ u ∈ ∂ 𝒜 ∧ (s ∪ v) \ u ∉ ∂ 𝒜'

Tactic:
have : (insert x s ∪ v) \ u ∈ 𝒜 := sup_sdiff_mem_of_mem_compression_of_not_mem ‹_› (m _ ‹x ∉ s›)

Result:
case intro.intro
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
𝒜 : Finset (Finset α)
u v : Finset α
huv : ∀ x ∈ u, ∃ y ∈ v, IsCompressed (u.erase x) (v.erase y) 𝒜
𝒜' : Finset (Finset α) := 𝓒 u v 𝒜
s : Finset α
hs𝒜' : s ∈ ∂ 𝒜'
hs𝒜 : s ∉ ∂ 𝒜
m : ∀ y ∉ s, insert y s ∉ 𝒜
x : α
left✝ : x ∉ s
right✝ : insert x s ∈ 𝒜'
hus : u ⊆ insert x s
hvs : Disjoint v (insert x s)
this : (insert x s ∪ v) \ u ∈ 𝒜
⊢ u ⊆ s ∧ Disjoint v s ∧ (s ∪ v) \ u ∈ ∂ 𝒜 ∧ (s ∪ v) \ u ∉ ∂ 𝒜'

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
𝒜 : Finset (Finset α)
u v : Finset α
huv : ∀ x ∈ u, ∃ y ∈ v, IsCompressed (u.erase x) (v.erase y) 𝒜
𝒜' : Finset (Finset α) := 𝓒 u v 𝒜
H : ∀ s ∈ ∂ 𝒜', s ∉ ∂ 𝒜 → u ⊆ s ∧ Disjoint v s ∧ (s ∪ v) \ u ∈ ∂ 𝒜 ∧ (s ∪ v) \ u ∉ ∂ 𝒜'
s : Finset α
hs' : s ∈ ∂ 𝒜'
⊢ s ∈ 𝓒 u v (∂ 𝒜)

Tactic:
rw [mem_compression]

Result:
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
𝒜 : Finset (Finset α)
u v : Finset α
huv : ∀ x ∈ u, ∃ y ∈ v, IsCompressed (u.erase x) (v.erase y) 𝒜
𝒜' : Finset (Finset α) := 𝓒 u v 𝒜
H : ∀ s ∈ ∂ 𝒜', s ∉ ∂ 𝒜 → u ⊆ s ∧ Disjoint v s ∧ (s ∪ v) \ u ∈ ∂ 𝒜 ∧ (s ∪ v) \ u ∉ ∂ 𝒜'
s : Finset α
hs' : s ∈ ∂ 𝒜'
⊢ s ∈ ∂ 𝒜 ∧ compress u v s ∈ ∂ 𝒜 ∨ s ∉ ∂ 𝒜 ∧ ∃ b ∈ ∂ 𝒜, compress u v b = s

Proof state:
case intro.intro
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
𝒜 : Finset (Finset α)
u v : Finset α
huv : ∀ x ∈ u, ∃ y ∈ v, IsCompressed (u.erase x) (v.erase y) 𝒜
𝒜' : Finset (Finset α) := 𝓒 u v 𝒜
s : Finset α
hs𝒜' : s ∈ ∂ 𝒜'
hs𝒜 : s ∉ ∂ 𝒜
m : ∀ y ∉ s, insert y s ∉ 𝒜
x : α
left✝ : x ∉ s
right✝ : insert x s ∈ 𝒜'
hus : u ⊆ insert x s
hvs : Disjoint v (insert x s)
this : (insert x s ∪ v) \ u ∈ 𝒜
hsv : Disjoint s v
hvu : Disjoint v u
hxv : x ∉ v
⊢ u ⊆ s ∧ Disjoint v s ∧ (s ∪ v) \ u ∈ ∂ 𝒜 ∧ (s ∪ v) \ u ∉ ∂ 𝒜'

Tactic:
have : v \ u = v := ‹Disjoint v u›.sdiff_eq_left

Result:
case intro.intro
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
𝒜 : Finset (Finset α)
u v : Finset α
huv : ∀ x ∈ u, ∃ y ∈ v, IsCompressed (u.erase x) (v.erase y) 𝒜
𝒜' : Finset (Finset α) := 𝓒 u v 𝒜
s : Finset α
hs𝒜' : s ∈ ∂ 𝒜'
hs𝒜 : s ∉ ∂ 𝒜
m : ∀ y ∉ s, insert y s ∉ 𝒜
x : α
left✝ : x ∉ s
right✝ : insert x s ∈ 𝒜'
hus : u ⊆ insert x s
hvs : Disjoint v (insert x s)
this✝ : (insert x s ∪ v) \ u ∈ 𝒜
hsv : Disjoint s v
hvu : Disjoint v u
hxv : x ∉ v
this : v \ u = v
⊢ u ⊆ s ∧ Disjoint v s ∧ (s ∪ v) \ u ∈ ∂ 𝒜 ∧ (s ∪ v) \ u ∉ ∂ 𝒜'

Proof state:
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
𝒜 : Finset (Finset α)
u v : Finset α
huv : ∀ x ∈ u, ∃ y ∈ v, IsCompressed (u.erase x) (v.erase y) 𝒜
𝒜' : Finset (Finset α) := 𝓒 u v 𝒜
s : Finset α
hs𝒜' : s ∈ ∂ 𝒜'
hs𝒜 : s ∉ ∂ 𝒜
m : ∀ y ∉ s, insert y s ∉ 𝒜
x : α
left✝ : x ∉ s
right✝ : insert x s ∈ 𝒜'
hus✝ : u ⊆ insert x s
hvs : Disjoint v (insert x s)
this✝³ : (insert x s ∪ v) \ u ∈ 𝒜
hsv : Disjoint s v
hvu : Disjoint v u
hxv : x ∉ v
this✝² : v \ u = v
this✝¹ : x ∉ u
hus : u ⊆ s
w : α
hwB : w ∉ (s ∪ v) \ u
hw𝒜' : insert w ((s ∪ v) \ u) ∈ 𝒜'
this✝ : v ⊆ insert w ((s ∪ v) \ u)
hwu : w ∈ u
z : α
hz : z ∈ v
hxy : IsCompressed (u.erase w) (v.erase z) 𝒜
this : insert w ((s ∪ v) \ u) ∈ 𝒜
⊢ (insert w ((s ∪ v) \ u) ∪ u.erase w) \ v.erase z ∈ 𝒜

Tactic:
refine sup_sdiff_mem_of_mem_compression (by rwa [hxy.eq]) ((erase_subset _ _).trans ‹_›) ?_

Result:
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
𝒜 : Finset (Finset α)
u v : Finset α
huv : ∀ x ∈ u, ∃ y ∈ v, IsCompressed (u.erase x) (v.erase y) 𝒜
𝒜' : Finset (Finset α) := 𝓒 u v 𝒜
s : Finset α
hs𝒜' : s ∈ ∂ 𝒜'
hs𝒜 : s ∉ ∂ 𝒜
m : ∀ y ∉ s, insert y s ∉ 𝒜
x : α
left✝ : x ∉ s
right✝ : insert x s ∈ 𝒜'
hus✝ : u ⊆ insert x s
hvs : Disjoint v (insert x s)
this✝³ : (insert x s ∪ v) \ u ∈ 𝒜
hsv : Disjoint s v
hvu : Disjoint v u
hxv : x ∉ v
this✝² : v \ u = v
this✝¹ : x ∉ u
hus : u ⊆ s
w : α
hwB : w ∉ (s ∪ v) \ u
hw𝒜' : insert w ((s ∪ v) \ u) ∈ 𝒜'
this✝ : v ⊆ insert w ((s ∪ v) \ u)
hwu : w ∈ u
z : α
hz : z ∈ v
hxy : IsCompressed (u.erase w) (v.erase z) 𝒜
this : insert w ((s ∪ v) \ u) ∈ 𝒜
⊢ Disjoint (u.erase w) (insert w ((s ∪ v) \ u))

Proof state:
case neg
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
𝒜 : Finset (Finset α)
u v : Finset α
huv : ∀ x ∈ u, ∃ y ∈ v, IsCompressed (u.erase x) (v.erase y) 𝒜
𝒜' : Finset (Finset α) := 𝓒 u v 𝒜
H : ∀ s ∈ ∂ 𝒜', s ∉ ∂ 𝒜 → u ⊆ s ∧ Disjoint v s ∧ (s ∪ v) \ u ∈ ∂ 𝒜 ∧ (s ∪ v) \ u ∉ ∂ 𝒜'
t : Finset α
Ht : t ∈ 𝒜'
a : α
hat : a ∈ t
hs : t.erase a ∈ ∂ 𝒜
huvs : Disjoint u (t.erase a) ∧ v ≤ t.erase a
hav : a ∉ v
hvt : v ≤ t
ht : t ∈ 𝒜
hau : a ∉ u
⊢ (t.erase a ⊔ u) \ v ∈ ∂ 𝒜

Tactic:
refine mem_shadow_iff.2
  ⟨(t ⊔ u) \ v,
    sup_sdiff_mem_of_mem_compression Ht hvt <| disjoint_of_erase_right hau huvs.1, a, ?_, ?_⟩

Result:
case neg.refine_1
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
𝒜 : Finset (Finset α)
u v : Finset α
huv : ∀ x ∈ u, ∃ y ∈ v, IsCompressed (u.erase x) (v.erase y) 𝒜
𝒜' : Finset (Finset α) := 𝓒 u v 𝒜
H : ∀ s ∈ ∂ 𝒜', s ∉ ∂ 𝒜 → u ⊆ s ∧ Disjoint v s ∧ (s ∪ v) \ u ∈ ∂ 𝒜 ∧ (s ∪ v) \ u ∉ ∂ 𝒜'
t : Finset α
Ht : t ∈ 𝒜'
a : α
hat : a ∈ t
hs : t.erase a ∈ ∂ 𝒜
huvs : Disjoint u (t.erase a) ∧ v ≤ t.erase a
hav : a ∉ v
hvt : v ≤ t
ht : t ∈ 𝒜
hau : a ∉ u
⊢ a ∈ (t ⊔ u) \ v

case neg.refine_2
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
𝒜 : Finset (Finset α)
u v : Finset α
huv : ∀ x ∈ u, ∃ y ∈ v, IsCompressed (u.erase x) (v.erase y) 𝒜
𝒜' : Finset (Finset α) := 𝓒 u v 𝒜
H : ∀ s ∈ ∂ 𝒜', s ∉ ∂ 𝒜 → u ⊆ s ∧ Disjoint v s ∧ (s ∪ v) \ u ∈ ∂ 𝒜 ∧ (s ∪ v) \ u ∉ ∂ 𝒜'
t : Finset α
Ht : t ∈ 𝒜'
a : α
hat : a ∈ t
hs : t.erase a ∈ ∂ 𝒜
huvs : Disjoint u (t.erase a) ∧ v ≤ t.erase a
hav : a ∉ v
hvt : v ≤ t
ht : t ∈ 𝒜
hau : a ∉ u
⊢ ((t ⊔ u) \ v).erase a = (t.erase a ⊔ u) \ v

Proof state:
case h.e'_5
α : Type u_1
inst✝ : DecidableEq α
𝒜 : Finset (Finset α)
u v : Finset α
huv : ∀ x ∈ u, ∃ y ∈ v, IsCompressed (u.erase x) (v.erase y) 𝒜
𝒜' : Finset (Finset α) := 𝓒 u v 𝒜
s : Finset α
hs𝒜' : s ∈ ∂ 𝒜'
hs𝒜 : s ∉ ∂ 𝒜
m : ∀ y ∉ s, insert y s ∉ 𝒜
x : α
left✝ : x ∉ s
right✝ : insert x s ∈ 𝒜'
hus : u ⊆ insert x s
hvs : Disjoint v (insert x s)
this✝¹ : (insert x s ∪ v) \ u ∈ 𝒜
hsv : Disjoint s v
hvu : Disjoint v u
hxv : x ∉ v
this✝ : v \ u = v
hxu : x ∈ u
y : α
hyv : y ∈ v
hxy : IsCompressed (u.erase x) (v.erase y) 𝒜
this : ((insert x s ∪ v) \ u ∪ u.erase x) \ v.erase y ∈ 𝒜
⊢ insert y s = ((insert x s ∪ v) \ u ∪ u.erase x) \ v.erase y

Tactic:
rw [sdiff_union_erase_cancel (hus.trans subset_union_left) ‹x ∈ u›, erase_union_distrib,
  erase_insert ‹x ∉ s›, erase_eq_of_not_mem ‹x ∉ v›, sdiff_erase (mem_union_right _ hyv),
  union_sdiff_cancel_right hsv]

Result:
no goals