-- Mathlib/Algebra/Group/UniqueProds/Basic.lean
theorem toTwoUniqueProds_of_group {G}
    [Group G] [UniqueProds G] : TwoUniqueProds G where
  uniqueMul_of_one_lt_card {A B} hc

Proof state:
case neg.intro.inr.intro.intro
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
inst✝ : UniqueProds G
A B : Finset G
hc : A.Nonempty ∧ B.Nonempty ∧ (1 < #A ∨ 1 < #B)
a : G
ha : a ∈ A
b : G
hb : b ∈ B
hu✝ : UniqueMul A B a b
x✝ : Mul (Finset G) := Finset.mul
D : Finset G
hD✝ : 1 ∈ D
C : Finset G
hC hc1 : 1 ∈ C
hd2 : 1 ∈ D
hc2 : 1 ∈ C
hd1✝ : 1 ∈ D
hu :
  ∀ ⦃a b : G⦄,
    (∃ y, (∃ a ∈ D, a⁻¹ = y) ∧ ∃ z ∈ C, y * z = a) →
      (∃ y ∈ D, ∃ z, (∃ a ∈ C, a⁻¹ = z) ∧ y * z = b) → a * b = 1⁻¹ * 1 * (1 * 1⁻¹) → a = 1⁻¹ * 1 ∧ b = 1 * 1⁻¹
hD : 1 < #D
d : G
hd : d ∈ D
hd1 : d ≠ 1
⊢ ∃ c ∈ C, ∃ d ∈ D, (c ≠ 1 ∨ d ≠ 1) ∧ UniqueMul C D c d

Tactic:
refine (hd1 ?_).elim

Result:
case neg.intro.inr.intro.intro
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
inst✝ : UniqueProds G
A B : Finset G
hc : A.Nonempty ∧ B.Nonempty ∧ (1 < #A ∨ 1 < #B)
a : G
ha : a ∈ A
b : G
hb : b ∈ B
hu✝ : UniqueMul A B a b
x✝ : Mul (Finset G) := Finset.mul
D : Finset G
hD✝ : 1 ∈ D
C : Finset G
hC hc1 : 1 ∈ C
hd2 : 1 ∈ D
hc2 : 1 ∈ C
hd1✝ : 1 ∈ D
hu :
  ∀ ⦃a b : G⦄,
    (∃ y, (∃ a ∈ D, a⁻¹ = y) ∧ ∃ z ∈ C, y * z = a) →
      (∃ y ∈ D, ∃ z, (∃ a ∈ C, a⁻¹ = z) ∧ y * z = b) → a * b = 1⁻¹ * 1 * (1 * 1⁻¹) → a = 1⁻¹ * 1 ∧ b = 1 * 1⁻¹
hD : 1 < #D
d : G
hd : d ∈ D
hd1 : d ≠ 1
⊢ d = 1

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.refine_2
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
inst✝ : UniqueProds G
A B : Finset G
hc✝ : A.Nonempty ∧ B.Nonempty ∧ (1 < #A ∨ 1 < #B)
a : G
ha : a ∈ A
b : G
hb : b ∈ B
hu : UniqueMul A B a b
C : Finset G := map { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } A
D : Finset G := map { toFun := fun x => x * b⁻¹, inj' := ⋯ } B
hcard : 1 < #C ∨ 1 < #D
hC : 1 ∈ C
hD : 1 ∈ D
a0 : G
ha0 : a0 ∈ A
hc : { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } a0 ∈ C
b0 : G
hb0 : b0 ∈ B
hd : { toFun := fun x => x * b⁻¹, inj' := ⋯ } b0 ∈ D
hne : { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } a0 ≠ 1 ∨ { toFun := fun x => x * b⁻¹, inj' := ⋯ } b0 ≠ 1
a' b' : G
ha' : a' ∈ A
hb' : b' ∈ B
he : a' * b' = (a0, b0).1 * (a0, b0).2
hu' :
  { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } a' * { toFun := fun x => x * b⁻¹, inj' := ⋯ } b' =
      { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } a0 * { toFun := fun x => x * b⁻¹, inj' := ⋯ } b0 →
    { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } a' = { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } a0 ∧
      { toFun := fun x => x * b⁻¹, inj' := ⋯ } b' = { toFun := fun x => x * b⁻¹, inj' := ⋯ } b0
⊢ a' = (a0, b0).1 ∧ b' = (a0, b0).2

Tactic:
simp_rw [Function.Embedding.coeFn_mk, mul_left_cancel_iff, mul_right_cancel_iff] at hu'

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.refine_2
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
inst✝ : UniqueProds G
A B : Finset G
hc✝ : A.Nonempty ∧ B.Nonempty ∧ (1 < #A ∨ 1 < #B)
a : G
ha : a ∈ A
b : G
hb : b ∈ B
hu : UniqueMul A B a b
C : Finset G := map { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } A
D : Finset G := map { toFun := fun x => x * b⁻¹, inj' := ⋯ } B
hcard : 1 < #C ∨ 1 < #D
hC : 1 ∈ C
hD : 1 ∈ D
a0 : G
ha0 : a0 ∈ A
hc : { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } a0 ∈ C
b0 : G
hb0 : b0 ∈ B
hd : { toFun := fun x => x * b⁻¹, inj' := ⋯ } b0 ∈ D
hne : { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } a0 ≠ 1 ∨ { toFun := fun x => x * b⁻¹, inj' := ⋯ } b0 ≠ 1
a' b' : G
ha' : a' ∈ A
hb' : b' ∈ B
he : a' * b' = (a0, b0).1 * (a0, b0).2
hu' : a⁻¹ * a' * (b' * b⁻¹) = a⁻¹ * a0 * (b0 * b⁻¹) → a' = a0 ∧ b' = b0
⊢ a' = (a0, b0).1 ∧ b' = (a0, b0).2

Proof state:
case neg.intro.inl.intro.intro
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
inst✝ : UniqueProds G
A B : Finset G
hc✝ : A.Nonempty ∧ B.Nonempty ∧ (1 < #A ∨ 1 < #B)
a : G
ha : a ∈ A
b : G
hb : b ∈ B
hu✝ : UniqueMul A B a b
x✝ : Mul (Finset G) := Finset.mul
D : Finset G
hD : 1 ∈ D
C : Finset G
hC✝ hc1✝ : 1 ∈ C
hd2 : 1 ∈ D
hc2 : 1 ∈ C
hd1 : 1 ∈ D
hu :
  ∀ ⦃a b : G⦄,
    (∃ y, (∃ a ∈ D, a⁻¹ = y) ∧ ∃ z ∈ C, y * z = a) →
      (∃ y ∈ D, ∃ z, (∃ a ∈ C, a⁻¹ = z) ∧ y * z = b) → a * b = 1⁻¹ * 1 * (1 * 1⁻¹) → a = 1⁻¹ * 1 ∧ b = 1 * 1⁻¹
hC : 1 < #C
c : G
hc : c ∈ C
hc1 : c ≠ 1
⊢ c = 1

Tactic:
simpa using hu ⟨_, ⟨_, hD, rfl⟩, _, hc, rfl⟩ ⟨_, hD, _, ⟨_, hc, rfl⟩, rfl⟩

Result:
no goals

Proof state:
case neg.intro.inr.intro.intro
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
inst✝ : UniqueProds G
A B : Finset G
hc : A.Nonempty ∧ B.Nonempty ∧ (1 < #A ∨ 1 < #B)
a : G
ha : a ∈ A
b : G
hb : b ∈ B
hu✝ : UniqueMul A B a b
x✝ : Mul (Finset G) := Finset.mul
D : Finset G
hD✝ : 1 ∈ D
C : Finset G
hC hc1 : 1 ∈ C
hd2 : 1 ∈ D
hc2 : 1 ∈ C
hd1✝ : 1 ∈ D
hu :
  ∀ ⦃a b : G⦄,
    (∃ y, (∃ a ∈ D, a⁻¹ = y) ∧ ∃ z ∈ C, y * z = a) →
      (∃ y ∈ D, ∃ z, (∃ a ∈ C, a⁻¹ = z) ∧ y * z = b) → a * b = 1⁻¹ * 1 * (1 * 1⁻¹) → a = 1⁻¹ * 1 ∧ b = 1 * 1⁻¹
hD : 1 < #D
d : G
hd : d ∈ D
hd1 : d ≠ 1
⊢ d = 1

Tactic:
simpa using hu ⟨_, ⟨_, hd, rfl⟩, _, hC, rfl⟩ ⟨_, hd, _, ⟨_, hC, rfl⟩, rfl⟩

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
inst✝ : UniqueProds G
A B : Finset G
hc✝ : A.Nonempty ∧ B.Nonempty ∧ (1 < #A ∨ 1 < #B)
a : G
ha : a ∈ A
b : G
hb : b ∈ B
hu : UniqueMul A B a b
C : Finset G := map { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } A
D : Finset G := map { toFun := fun x => x * b⁻¹, inj' := ⋯ } B
hcard : 1 < #C ∨ 1 < #D
hC : 1 ∈ C
hD : 1 ∈ D
c : G
hc : c ∈ C
d : G
hd : d ∈ D
hne : c ≠ 1 ∨ d ≠ 1
hu' : UniqueMul C D c d
⊢ ∃ p1,
    (p1.1 ∈ A ∧ p1.2 ∈ B) ∧ ∃ p2, (p2.1 ∈ A ∧ p2.2 ∈ B) ∧ p1 ≠ p2 ∧ UniqueMul A B p1.1 p1.2 ∧ UniqueMul A B p2.1 p2.2

Tactic:
obtain ⟨a0, ha0, rfl⟩ := mem_map.mp hc

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
inst✝ : UniqueProds G
A B : Finset G
hc✝ : A.Nonempty ∧ B.Nonempty ∧ (1 < #A ∨ 1 < #B)
a : G
ha : a ∈ A
b : G
hb : b ∈ B
hu : UniqueMul A B a b
C : Finset G := map { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } A
D : Finset G := map { toFun := fun x => x * b⁻¹, inj' := ⋯ } B
hcard : 1 < #C ∨ 1 < #D
hC : 1 ∈ C
hD : 1 ∈ D
d : G
hd : d ∈ D
a0 : G
ha0 : a0 ∈ A
hc : { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } a0 ∈ C
hne : { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } a0 ≠ 1 ∨ d ≠ 1
hu' : UniqueMul C D ({ toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } a0) d
⊢ ∃ p1,
    (p1.1 ∈ A ∧ p1.2 ∈ B) ∧ ∃ p2, (p2.1 ∈ A ∧ p2.2 ∈ B) ∧ p1 ≠ p2 ∧ UniqueMul A B p1.1 p1.2 ∧ UniqueMul A B p2.1 p2.2

Proof state:
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
inst✝ : UniqueProds G
A B : Finset G
hc : A.Nonempty ∧ B.Nonempty ∧ (1 < #A ∨ 1 < #B)
a : G
ha : a ∈ A
b : G
hb : b ∈ B
hu : UniqueMul A B a b
C : Finset G := map { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } A
D : Finset G := map { toFun := fun x => x * b⁻¹, inj' := ⋯ } B
⊢ 1 < #A ∨ 1 < #B

Tactic:
exact hc.2.2

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
inst✝ : UniqueProds G
A B : Finset G
hc : A.Nonempty ∧ B.Nonempty ∧ (1 < #A ∨ 1 < #B)
a : G
ha : a ∈ A
b : G
hb : b ∈ B
hu : UniqueMul A B a b
⊢ ∃ p1 ∈ A ×ˢ B, ∃ p2 ∈ A ×ˢ B, p1 ≠ p2 ∧ UniqueMul A B p1.1 p1.2 ∧ UniqueMul A B p2.1 p2.2

Tactic:
let C := A.map ⟨_, mul_right_injective a⁻¹⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro
G : Type u_1
inst✝¹ : Group G
inst✝ : UniqueProds G
A B : Finset G
hc : A.Nonempty ∧ B.Nonempty ∧ (1 < #A ∨ 1 < #B)
a : G
ha : a ∈ A
b : G
hb : b ∈ B
hu : UniqueMul A B a b
C : Finset G := map { toFun := fun x => a⁻¹ * x, inj' := ⋯ } A
⊢ ∃ p1 ∈ A ×ˢ B, ∃ p2 ∈ A ×ˢ B, p1 ≠ p2 ∧ UniqueMul A B p1.1 p1.2 ∧ UniqueMul A B p2.1 p2.2