-- 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 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✝⁴ : (insert x s ∪ v) \ u ∈ 𝒜
hsv : Disjoint s v
hvu : Disjoint v u
hxv : x ∉ v
this✝³ : v \ u = v
this✝² : x ∉ u
hus : u ⊆ s
w : α
hwB : w ∉ (s ∪ v) \ u
hw𝒜' : insert w ((s ∪ v) \ u) ∈ 𝒜'
this✝¹ : 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
this : (insert w ((s ∪ v) \ u) ∪ u.erase w) \ v.erase z ∈ 𝒜
⊢ insert z s = (insert w ((s ∪ v) \ u) ∪ u.erase w) \ v.erase z

Tactic:
rw [insert_union_comm, insert_erase ‹w ∈ u›,
  sdiff_union_of_subset (hus.trans subset_union_left),
  sdiff_erase (mem_union_right _ ‹z ∈ v›), union_sdiff_cancel_right hsv]

Result:
no goals

Proof state:
case pos
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'
hs : s ∈ ∂ 𝒜
⊢ s ∈ ∂ 𝒜 ∧ compress u v s ∈ ∂ 𝒜 ∨ s ∉ ∂ 𝒜 ∧ ∃ b ∈ ∂ 𝒜, compress u v b = s

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'
s : Finset α
hs' : s ∈ ∂ 𝒜'
hs : s ∉ ∂ 𝒜
⊢ s ∈ ∂ 𝒜 ∧ compress u v s ∈ ∂ 𝒜 ∨ s ∉ ∂ 𝒜 ∧ ∃ b ∈ ∂ 𝒜, compress u v b = s

Tactic:
swap

Result:
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'
s : Finset α
hs' : s ∈ ∂ 𝒜'
hs : s ∉ ∂ 𝒜
⊢ s ∈ ∂ 𝒜 ∧ compress u v s ∈ ∂ 𝒜 ∨ s ∉ ∂ 𝒜 ∧ ∃ b ∈ ∂ 𝒜, compress u v b = s

case pos
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'
hs : s ∈ ∂ 𝒜
⊢ s ∈ ∂ 𝒜 ∧ compress u v s ∈ ∂ 𝒜 ∨ s ∉ ∂ 𝒜 ∧ ∃ b ∈ ∂ 𝒜, compress u v b = s

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'
s : Finset α
hs' : s ∈ ∂ 𝒜'
hs : s ∈ ∂ 𝒜
huvs : ¬(Disjoint u s ∧ v ≤ s)
⊢ s ∈ ∂ 𝒜

Tactic:
exact hs

Result:
no goals

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
⊢ u ⊆ s ∧ Disjoint v s ∧ (s ∪ v) \ u ∈ ∂ 𝒜 ∧ (s ∪ v) \ u ∉ ∂ 𝒜'

Tactic:
have hvs : Disjoint v (insert x s) := disjoint_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)
⊢ u ⊆ s ∧ Disjoint v s ∧ (s ∪ v) \ u ∈ ∂ 𝒜 ∧ (s ∪ v) \ u ∉ ∂ 𝒜'

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'
s : Finset α
hs' : s ∈ ∂ 𝒜'
hs : s ∉ ∂ 𝒜
⊢ s ∈ ∂ 𝒜 ∧ compress u v s ∈ ∂ 𝒜 ∨ s ∉ ∂ 𝒜 ∧ ∃ b ∈ ∂ 𝒜, compress u v b = s

Tactic:
obtain ⟨hus, hvs, h, _⟩ := H _ hs' hs

Result:
case neg.intro.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
H : ∀ s ∈ ∂ 𝒜', s ∉ ∂ 𝒜 → u ⊆ s ∧ Disjoint v s ∧ (s ∪ v) \ u ∈ ∂ 𝒜 ∧ (s ∪ v) \ u ∉ ∂ 𝒜'
s : Finset α
hs' : s ∈ ∂ 𝒜'
hs : s ∉ ∂ 𝒜
hus : u ⊆ s
hvs : Disjoint v s
h : (s ∪ v) \ u ∈ ∂ 𝒜
right✝ : (s ∪ v) \ u ∉ ∂ 𝒜'
⊢ s ∈ ∂ 𝒜 ∧ compress u v s ∈ ∂ 𝒜 ∨ s ∉ ∂ 𝒜 ∧ ∃ b ∈ ∂ 𝒜, compress u v b = s

Proof state:
case intro.intro.refine_3.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✝² : (insert x s ∪ v) \ u ∈ 𝒜
hsv : Disjoint s v
hvu : Disjoint v u
hxv : x ∉ v
this✝¹ : v \ u = v
this✝ : 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)
⊢ False

Tactic:
by_cases hwu : w ∈ u

Result:
case pos
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✝² : (insert x s ∪ v) \ u ∈ 𝒜
hsv : Disjoint s v
hvu : Disjoint v u
hxv : x ∉ v
this✝¹ : v \ u = v
this✝ : 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
⊢ False

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
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✝² : (insert x s ∪ v) \ u ∈ 𝒜
hsv : Disjoint s v
hvu : Disjoint v u
hxv : x ∉ v
this✝¹ : v \ u = v
this✝ : 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
⊢ False