-- Mathlib/GroupTheory/Perm/Cycle/Factors.lean
theorem cycleFactorsFinset_eq_list_toFinset {σ : Perm α} {l : List (Perm α)} (hn : l.Nodup) :
    σ.cycleFactorsFinset = l.toFinset ↔
      (∀ f : Perm α, f ∈ l → f.IsCycle) ∧ l.Pairwise Disjoint ∧ l.prod = σ

Proof state:
case intro.mk.intro.intro.mp.refine_1
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
ht : σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset
h : l'.toFinset = l.toFinset
hn' : l'.Nodup
hperm : l ~ l'
⊢ ∀ f ∈ l, f.IsCycle

Tactic:
exact fun _ h => hc' _ (hperm.subset h)

Result:
no goals

Proof state:
case intro.mk.intro.intro.mp.refine_2
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
ht : σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset
h : l'.toFinset = l.toFinset
hn' : l'.Nodup
hperm : l ~ l'
this : List.Pairwise Disjoint l ↔ List.Pairwise Disjoint l'
⊢ List.Pairwise Disjoint l

Tactic:
rwa [this]

Result:
no goals

Proof state:
case intro.mk.intro.intro.mp
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
ht : σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset
h : l'.toFinset = l.toFinset
hn' : l'.Nodup
hperm : l ~ l'
⊢ (∀ f ∈ l, f.IsCycle) ∧ List.Pairwise Disjoint l ∧ l.prod = σ

Tactic:
refine ⟨?_, ?_, ?_⟩

Result:
case intro.mk.intro.intro.mp.refine_1
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
ht : σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset
h : l'.toFinset = l.toFinset
hn' : l'.Nodup
hperm : l ~ l'
⊢ ∀ f ∈ l, f.IsCycle

case intro.mk.intro.intro.mp.refine_2
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
ht : σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset
h : l'.toFinset = l.toFinset
hn' : l'.Nodup
hperm : l ~ l'
⊢ List.Pairwise Disjoint l

case intro.mk.intro.intro.mp.refine_3
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
ht : σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset
h : l'.toFinset = l.toFinset
hn' : l'.Nodup
hperm : l ~ l'
⊢ l.prod = σ

Proof state:
case intro.mk.intro.intro.mp.refine_3
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
ht : σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset
h : l'.toFinset = l.toFinset
hn' : l'.Nodup
hperm : l ~ l'
⊢ List.Pairwise Commute l'

Tactic:
refine hd'.imp ?_

Result:
case intro.mk.intro.intro.mp.refine_3
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
ht : σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset
h : l'.toFinset = l.toFinset
hn' : l'.Nodup
hperm : l ~ l'
⊢ ∀ {a b : Perm α}, a.Disjoint b → Commute a b

Proof state:
case intro.mk.intro.intro.mp.refine_2
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
ht : σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset
h : l'.toFinset = l.toFinset
hn' : l'.Nodup
hperm : l ~ l'
⊢ List.Pairwise Disjoint l

Tactic:
have := List.Perm.pairwise_iff (@Disjoint.symmetric _) hperm

Result:
case intro.mk.intro.intro.mp.refine_2
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
ht : σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset
h : l'.toFinset = l.toFinset
hn' : l'.Nodup
hperm : l ~ l'
this : List.Pairwise Disjoint l ↔ List.Pairwise Disjoint l'
⊢ List.Pairwise Disjoint l

Proof state:
case intro.mk.intro.intro.mp.refine_3
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
ht : σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset
h : l'.toFinset = l.toFinset
hn' : l'.Nodup
hperm : l ~ l'
⊢ ∀ {a b : Perm α}, a.Disjoint b → Commute a b

Tactic:
exact Disjoint.commute

Result:
no goals

Proof state:
case intro.mk.intro.intro
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
⊢ σ.cycleFactorsFinset = l.toFinset ↔ (∀ f ∈ l, f.IsCycle) ∧ List.Pairwise Disjoint l ∧ l.prod = σ

Tactic:
have ht : cycleFactorsFinset σ = l'.toFinset := by
  rw [cycleFactorsFinset, ← hl, Trunc.lift_mk]

Result:
case intro.mk.intro.intro
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
ht : σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset
⊢ σ.cycleFactorsFinset = l.toFinset ↔ (∀ f ∈ l, f.IsCycle) ∧ List.Pairwise Disjoint l ∧ l.prod = σ

Proof state:
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
⊢ σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset

Tactic:
rw [cycleFactorsFinset, ← hl, Trunc.lift_mk]

Result:
no goals

Proof state:
case intro.mk.intro.intro.mp
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
ht : σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset
h : l'.toFinset = l.toFinset
hn' : l'.Nodup
⊢ (∀ f ∈ l, f.IsCycle) ∧ List.Pairwise Disjoint l ∧ l.prod = σ

Tactic:
have hperm : l ~ l' := List.perm_of_nodup_nodup_toFinset_eq hn hn' h.symm

Result:
case intro.mk.intro.intro.mp
α : Type u_2
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : Fintype α
σ : Perm α
l : List (Perm α)
hn : l.Nodup
l' : List (Perm α)
hp' : l'.prod = σ
hc' : ∀ g ∈ l', g.IsCycle
hd' : List.Pairwise Disjoint l'
hl : Trunc.mk ⟨l', ⋯⟩ = σ.truncCycleFactors
ht : σ.cycleFactorsFinset = l'.toFinset
h : l'.toFinset = l.toFinset
hn' : l'.Nodup
hperm : l ~ l'
⊢ (∀ f ∈ l, f.IsCycle) ∧ List.Pairwise Disjoint l ∧ l.prod = σ