-- Mathlib/Topology/Connected/PathConnected.lean
theorem Topology.IsInducing.joinedIn_image {f : X → Y} (hf : IsInducing f) (hx : x ∈ F)
    (hy : y ∈ F) : JoinedIn (f '' F) (f x) (f y) ↔ JoinedIn F x y

Proof state:
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
γ' : ↑I → X
hγ'F : ∀ (t : ↑I), γ' t ∈ F
hγ' : ∀ (t : ↑I), f (γ' t) = γ t
h₀ : x ⤳ γ' 0
h₁ : γ' 1 ⤳ y
⊢ JoinedIn F (γ' 0) (γ' 1)

Tactic:
refine ⟨⟨⟨γ', ?_⟩, rfl, rfl⟩, hγ'F⟩

Result:
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
γ' : ↑I → X
hγ'F : ∀ (t : ↑I), γ' t ∈ F
hγ' : ∀ (t : ↑I), f (γ' t) = γ t
h₀ : x ⤳ γ' 0
h₁ : γ' 1 ⤳ y
⊢ Continuous γ'

Proof state:
case intro
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
γ' : ↑I → X
hγ'F : ∀ (t : ↑I), γ' t ∈ F
hγ' : ∀ (t : ↑I), f (γ' t) = γ t
⊢ JoinedIn F x y

Tactic:
have h₀ : x ⤳ γ' 0 := by rw [← hf.specializes_iff, hγ', γ.source]

Result:
case intro
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
γ' : ↑I → X
hγ'F : ∀ (t : ↑I), γ' t ∈ F
hγ' : ∀ (t : ↑I), f (γ' t) = γ t
h₀ : x ⤳ γ' 0
⊢ JoinedIn F x y

Proof state:
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
⊢ JoinedIn (f '' F) (f x) (f y) → JoinedIn F x y

Tactic:
rintro ⟨γ, hγ⟩

Result:
case intro
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
hγ : ∀ (t : ↑I), γ t ∈ f '' F
⊢ JoinedIn F x y

Proof state:
case intro
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
γ' : ↑I → X
hγ'F : ∀ (t : ↑I), γ' t ∈ F
hγ' : ∀ (t : ↑I), f (γ' t) = γ t
h₀ : x ⤳ γ' 0
h₁ : γ' 1 ⤳ y
h : JoinedIn F (γ' 0) (γ' 1)
⊢ JoinedIn F x y

Tactic:
exact (h₀.joinedIn hx (hγ'F _)).trans <| h.trans <| h₁.joinedIn (hγ'F _) hy

Result:
no goals

Proof state:
case intro
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
γ' : ↑I → X
hγ'F : ∀ (t : ↑I), γ' t ∈ F
hγ' : ∀ (t : ↑I), f (γ' t) = γ t
h₀ : x ⤳ γ' 0
h₁ : γ' 1 ⤳ y
⊢ JoinedIn F x y

Tactic:
have h : JoinedIn F (γ' 0) (γ' 1) := by
  refine ⟨⟨⟨γ', ?_⟩, rfl, rfl⟩, hγ'F⟩
  simpa only [hf.continuous_iff, comp_def, hγ'] using map_continuous γ

Result:
case intro
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
γ' : ↑I → X
hγ'F : ∀ (t : ↑I), γ' t ∈ F
hγ' : ∀ (t : ↑I), f (γ' t) = γ t
h₀ : x ⤳ γ' 0
h₁ : γ' 1 ⤳ y
h : JoinedIn F (γ' 0) (γ' 1)
⊢ JoinedIn F x y

Proof state:
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
γ' : ↑I → X
hγ'F : ∀ (t : ↑I), γ' t ∈ F
hγ' : ∀ (t : ↑I), f (γ' t) = γ t
⊢ x ⤳ γ' 0

Tactic:
rw [← hf.specializes_iff, hγ', γ.source]

Result:
no goals

Proof state:
case intro
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
hγ : ∀ (t : ↑I), γ t ∈ f '' F
⊢ JoinedIn F x y

Tactic:
choose γ' hγ'F hγ' using hγ

Result:
case intro
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
γ' : ↑I → X
hγ'F : ∀ (t : ↑I), γ' t ∈ F
hγ' : ∀ (t : ↑I), f (γ' t) = γ t
⊢ JoinedIn F x y

Proof state:
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
γ' : ↑I → X
hγ'F : ∀ (t : ↑I), γ' t ∈ F
hγ' : ∀ (t : ↑I), f (γ' t) = γ t
h₀ : x ⤳ γ' 0
⊢ γ' 1 ⤳ y

Tactic:
rw [← hf.specializes_iff, hγ', γ.target]

Result:
no goals

Proof state:
case intro
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
γ' : ↑I → X
hγ'F : ∀ (t : ↑I), γ' t ∈ F
hγ' : ∀ (t : ↑I), f (γ' t) = γ t
h₀ : x ⤳ γ' 0
⊢ JoinedIn F x y

Tactic:
have h₁ : γ' 1 ⤳ y := by rw [← hf.specializes_iff, hγ', γ.target]

Result:
case intro
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
γ' : ↑I → X
hγ'F : ∀ (t : ↑I), γ' t ∈ F
hγ' : ∀ (t : ↑I), f (γ' t) = γ t
h₀ : x ⤳ γ' 0
h₁ : γ' 1 ⤳ y
⊢ JoinedIn F x y

Proof state:
X : Type u_1
Y : Type u_2
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
x y : X
F : Set X
f : X → Y
hf : IsInducing f
hx : x ∈ F
hy : y ∈ F
γ : Path (f x) (f y)
γ' : ↑I → X
hγ'F : ∀ (t : ↑I), γ' t ∈ F
hγ' : ∀ (t : ↑I), f (γ' t) = γ t
h₀ : x ⤳ γ' 0
h₁ : γ' 1 ⤳ y
⊢ Continuous γ'

Tactic:
simpa only [hf.continuous_iff, comp_def, hγ'] using map_continuous γ

Result:
no goals