-- 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 h.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
⊢ d x y ≤ 2 * L.sum

Tactic:
rsuffices ⟨z, z', hxz, hzz', hz'y⟩ : ∃ z z' : X, d x z ≤ L.sum ∧ d z z' ≤ L.sum ∧ d z' y ≤ L.sum

Result:
case h.inr.intro.intro.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
z z' : X
hxz : d x z ≤ L.sum
hzz' : d z z' ≤ L.sum
hz'y : d z' y ≤ L.sum
⊢ d x y ≤ 2 * L.sum

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
⊢ ∃ z z', d x z ≤ L.sum ∧ d z z' ≤ L.sum ∧ d z' y ≤ 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))
x y : X
l : List X
a b c : X
hab : d a b = 0
hbc : d b c = 0
⊢ d a c ≤ 0

Tactic:
simpa only [nonpos_iff_eq_zero, hab, hbc, dist_self c, max_self, mul_zero] using hd a b c c

Result:
no goals

Proof state:
case h.inr.intro.intro.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
z z' : X
hxz : d x z ≤ L.sum
hzz' : d z z' ≤ L.sum
hz'y : d z' y ≤ L.sum
⊢ d x y ≤ 2 * L.sum

Tactic:
exact (hd x z z' y).trans (mul_le_mul_left' (max_le hxz (max_le hzz' hz'y)) _)

Result:
no goals

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])
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
hs_ub : l.length ∈ upperBounds s
⊢ ∃ M ≤ l.length, IsGreatest s M

Tactic:
have hs_bdd : BddAbove s := ⟨length l, hs_ub⟩

Result:
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
hs_ub : l.length ∈ upperBounds s
hs_bdd : BddAbove s
⊢ ∃ M ≤ l.length, IsGreatest s M

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))
x y : X
l : List X
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
⊢ d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum

Tactic:
haveI : IsTrans X fun x y => d x y = 0 := ⟨hd₀_trans⟩

Result:
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))
x y : X
l : List X
hd₀_trans : Transitive fun x y => d x y = 0
this : IsTrans X fun x y => d x y = 0
⊢ d x y ≤ 2 * (zipWith d (x :: l) (l ++ [y])).sum

Proof state:
case h
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
⊢ d x y ≤ 2 * L.sum

Tactic:
rcases eq_or_ne (d x y) 0 with hd₀ | hd₀

Result:
case h.inl
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
⊢ d x y ≤ 2 * L.sum

case h.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
⊢ d x y ≤ 2 * 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])
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
hs_ub : l.length ∈ upperBounds s
hs_bdd : BddAbove s
⊢ ∃ M ≤ l.length, IsGreatest s M

Tactic:
exact ⟨sSup s, csSup_le hsne hs_ub, ⟨Nat.sSup_mem hsne hs_bdd, fun k => le_csSup hs_bdd⟩⟩

Result:
no goals