-- Mathlib/Combinatorics/Additive/ErdosGinzburgZiv.lean
theorem Int.erdos_ginzburg_ziv (a : ι → ℤ) (hs : 2 * n - 1 ≤ #s) :
    ∃ t ⊆ s, #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i

Proof state:
case hcd
m : ℕ
hm : 2 ≤ m
ihm : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * m - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = m ∧ ↑m ∣ ∑ i ∈ t, a i
n : ℕ
hn : 2 ≤ n
ihn : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * n - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
ι : Type u_1
s : Finset ι
a : ι → ℤ
hs : 2 * (m * n) - 1 ≤ #s
k : ℕ
ih : k ≤ 2 * m - 1 → ∃ 𝒜, #𝒜 = k ∧ (↑𝒜).Pairwise Disjoint ∧ ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
hk : k + 1 ≤ 2 * m - 1
𝒜 : Finset (Finset ι)
h𝒜card : #𝒜 = k
h𝒜disj : (↑𝒜).Pairwise Disjoint
h𝒜 : ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
⊢ #(𝒜.biUnion id) ≤ ∑ t ∈ 𝒜, #t

Tactic:
exact card_biUnion_le

Result:
no goals

Proof state:
m : ℕ
hm : 2 ≤ m
ihm : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * m - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = m ∧ ↑m ∣ ∑ i ∈ t, a i
n : ℕ
hn : 2 ≤ n
ihn : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * n - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
ι : Type u_1
s : Finset ι
a : ι → ℤ
hs : 2 * (m * n) - 1 ≤ #s
k : ℕ
ih : k ≤ 2 * m - 1 → ∃ 𝒜, #𝒜 = k ∧ (↑𝒜).Pairwise Disjoint ∧ ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
hk : k + 1 ≤ 2 * m - 1
𝒜 : Finset (Finset ι)
h𝒜card : #𝒜 = k
h𝒜disj : (↑𝒜).Pairwise Disjoint
h𝒜 : ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
⊢ (2 * m - k) * n - 1 = 2 * (m * n) - 1 - ∑ t ∈ 𝒜, #t

Tactic:
rw [tsub_mul, mul_assoc, tsub_right_comm, sum_const_nat fun t ht ↦ (h𝒜 ht).2.1, h𝒜card]

Result:
no goals

Proof state:
m : ℕ
hm : 2 ≤ m
ihm : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * m - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = m ∧ ↑m ∣ ∑ i ∈ t, a i
ι : Type u_1
s : Finset ι
a : ι → ℤ
k : ℕ
hk : k + 1 ≤ 2 * m - 1
𝒜 : Finset (Finset ι)
h𝒜card : #𝒜 = k
h𝒜disj : (↑𝒜).Pairwise Disjoint
t₀ : Finset ι
ht₀ : t₀ ⊆ s \ 𝒜.biUnion id
h : t₀ ∈ 𝒜
hn : 2 ≤ 0
ihn : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * 0 - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = 0 ∧ ↑0 ∣ ∑ i ∈ t, a i
hs : 2 * (m * 0) - 1 ≤ #s
ih : k ≤ 2 * m - 1 → ∃ 𝒜, #𝒜 = k ∧ (↑𝒜).Pairwise Disjoint ∧ ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = 0 ∧ ↑0 ∣ ∑ i ∈ t, a i
h𝒜 : ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = 0 ∧ ↑0 ∣ ∑ i ∈ t, a i
this : 2 * 0 - 1 ≤ #(s \ 𝒜.biUnion id)
ht₀card : #t₀ = 0
ht₀sum : ↑0 ∣ ∑ i ∈ t₀, a i
⊢ False

Tactic:
omega

Result:
no goals

Proof state:
m : ℕ
hm : 2 ≤ m
ihm : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * m - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = m ∧ ↑m ∣ ∑ i ∈ t, a i
n : ℕ
hn : 2 ≤ n
ihn : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * n - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
ι : Type u_1
s : Finset ι
a : ι → ℤ
hs : 2 * (m * n) - 1 ≤ #s
k : ℕ
ih : k ≤ 2 * m - 1 → ∃ 𝒜, #𝒜 = k ∧ (↑𝒜).Pairwise Disjoint ∧ ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
hk : k + 1 ≤ 2 * m - 1
𝒜 : Finset (Finset ι)
h𝒜card : #𝒜 = k
h𝒜disj : (↑𝒜).Pairwise Disjoint
h𝒜 : ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
⊢ 2 * n - 1 ≤ (2 * m - k) * n - 1

Tactic:
gcongr

Result:
case h.bc
m : ℕ
hm : 2 ≤ m
ihm : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * m - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = m ∧ ↑m ∣ ∑ i ∈ t, a i
n : ℕ
hn : 2 ≤ n
ihn : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * n - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
ι : Type u_1
s : Finset ι
a : ι → ℤ
hs : 2 * (m * n) - 1 ≤ #s
k : ℕ
ih : k ≤ 2 * m - 1 → ∃ 𝒜, #𝒜 = k ∧ (↑𝒜).Pairwise Disjoint ∧ ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
hk : k + 1 ≤ 2 * m - 1
𝒜 : Finset (Finset ι)
h𝒜card : #𝒜 = k
h𝒜disj : (↑𝒜).Pairwise Disjoint
h𝒜 : ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
⊢ 2 ≤ 2 * m - k

Proof state:
ι : Type u_1
s : Finset ι
a : ι → ℤ
hs : 2 * 0 - 1 ≤ #s
⊢ ∅ ⊆ s ∧ #∅ = 0 ∧ ↑0 ∣ ∑ i ∈ ∅, a i

Tactic:
simp

Result:
no goals

Proof state:
m : ℕ
hm : 2 ≤ m
ihm : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * m - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = m ∧ ↑m ∣ ∑ i ∈ t, a i
n : ℕ
hn : 2 ≤ n
ihn : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * n - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
ι : Type u_1
s : Finset ι
a : ι → ℤ
hs : 2 * (m * n) - 1 ≤ #s
k : ℕ
ih : k ≤ 2 * m - 1 → ∃ 𝒜, #𝒜 = k ∧ (↑𝒜).Pairwise Disjoint ∧ ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
hk : k + 1 ≤ 2 * m - 1
𝒜 : Finset (Finset ι)
h𝒜card : #𝒜 = k
h𝒜disj : (↑𝒜).Pairwise Disjoint
h𝒜 : ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
this : 2 * n - 1 ≤ #(s \ 𝒜.biUnion id)
t₀ : Finset ι
ht₀ : t₀ ⊆ s \ 𝒜.biUnion id
ht₀card : #t₀ = n
ht₀sum : ↑n ∣ ∑ i ∈ t₀, a i
h : t₀ ∈ 𝒜
⊢ n = 0

Tactic:
simpa [← card_eq_zero, ht₀card] using sdiff_disjoint.mono ht₀ <| subset_biUnion_of_mem id h

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.refine_2
m : ℕ
hm : 2 ≤ m
ihm : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * m - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = m ∧ ↑m ∣ ∑ i ∈ t, a i
n : ℕ
hn : 2 ≤ n
ihn : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * n - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
ι : Type u_1
s : Finset ι
a : ι → ℤ
hs : 2 * (m * n) - 1 ≤ #s
this :
  ∀ k ≤ 2 * m - 1, ∃ 𝒜, #𝒜 = k ∧ (↑𝒜).Pairwise Disjoint ∧ ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
𝒜 : Finset (Finset ι)
h𝒜card : #𝒜 = 2 * m - 1
h𝒜disj : (↑𝒜).Pairwise Disjoint
h𝒜 : ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
ℬ : Finset (Finset ι)
hℬ𝒜 : ℬ ⊆ 𝒜
hℬcard : #ℬ = m
hℬ : ↑m ∣ ∑ i ∈ ℬ, (∑ i ∈ i, a i) / ↑n
⊢ ↑(m * n) ∣ ∑ i ∈ ℬ.biUnion fun x => x, a i

Tactic:
rwa [sum_biUnion, natCast_mul, mul_comm, ← Int.dvd_div_iff_mul_dvd, Int.sum_div]

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.refine_2
m : ℕ
hm : 2 ≤ m
ihm : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * m - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = m ∧ ↑m ∣ ∑ i ∈ t, a i
n : ℕ
hn : 2 ≤ n
ihn : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * n - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
ι : Type u_1
s : Finset ι
a : ι → ℤ
hs : 2 * (m * n) - 1 ≤ #s
this :
  ∀ k ≤ 2 * m - 1, ∃ 𝒜, #𝒜 = k ∧ (↑𝒜).Pairwise Disjoint ∧ ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
𝒜 : Finset (Finset ι)
h𝒜card : #𝒜 = 2 * m - 1
h𝒜disj : (↑𝒜).Pairwise Disjoint
h𝒜 : ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
ℬ : Finset (Finset ι)
hℬ𝒜 : ℬ ⊆ 𝒜
hℬcard : #ℬ = m
hℬ : ↑m ∣ ∑ i ∈ ℬ, (∑ i ∈ i, a i) / ↑n
⊢ ∀ i ∈ ℬ, ↑n ∣ ∑ i ∈ i, a i

case intro.intro.intro.intro.intro.intro.refine_2
m : ℕ
hm : 2 ≤ m
ihm : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * m - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = m ∧ ↑m ∣ ∑ i ∈ t, a i
n : ℕ
hn : 2 ≤ n
ihn : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * n - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
ι : Type u_1
s : Finset ι
a : ι → ℤ
hs : 2 * (m * n) - 1 ≤ #s
this :
  ∀ k ≤ 2 * m - 1, ∃ 𝒜, #𝒜 = k ∧ (↑𝒜).Pairwise Disjoint ∧ ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
𝒜 : Finset (Finset ι)
h𝒜card : #𝒜 = 2 * m - 1
h𝒜disj : (↑𝒜).Pairwise Disjoint
h𝒜 : ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
ℬ : Finset (Finset ι)
hℬ𝒜 : ℬ ⊆ 𝒜
hℬcard : #ℬ = m
hℬ : ↑m ∣ ∑ i ∈ ℬ, (∑ i ∈ i, a i) / ↑n
⊢ ↑n ∣ ∑ x ∈ ℬ, ∑ i ∈ x, a i

case intro.intro.intro.intro.intro.intro.refine_2
m : ℕ
hm : 2 ≤ m
ihm : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * m - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = m ∧ ↑m ∣ ∑ i ∈ t, a i
n : ℕ
hn : 2 ≤ n
ihn : ∀ {ι : Type u_1} {s : Finset ι} (a : ι → ℤ), 2 * n - 1 ≤ #s → ∃ t ⊆ s, #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
ι : Type u_1
s : Finset ι
a : ι → ℤ
hs : 2 * (m * n) - 1 ≤ #s
this :
  ∀ k ≤ 2 * m - 1, ∃ 𝒜, #𝒜 = k ∧ (↑𝒜).Pairwise Disjoint ∧ ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
𝒜 : Finset (Finset ι)
h𝒜card : #𝒜 = 2 * m - 1
h𝒜disj : (↑𝒜).Pairwise Disjoint
h𝒜 : ∀ ⦃t : Finset ι⦄, t ∈ 𝒜 → t ⊆ s ∧ #t = n ∧ ↑n ∣ ∑ i ∈ t, a i
ℬ : Finset (Finset ι)
hℬ𝒜 : ℬ ⊆ 𝒜
hℬcard : #ℬ = m
hℬ : ↑m ∣ ∑ i ∈ ℬ, (∑ i ∈ i, a i) / ↑n
⊢ (↑ℬ).PairwiseDisjoint fun x => x