-- Mathlib/NumberTheory/ClassNumber/AdmissibleAbsoluteValue.lean
theorem exists_approx_aux (n : ℕ) (h : abv.IsAdmissible) :
    ∀ {ε : ℝ} (_hε : 0 < ε) {b : R} (_hb : b ≠ 0) (A : Fin (h.card ε ^ n).succ → Fin n → R),
      ∃ i₀ i₁, i₀ ≠ i₁ ∧ ∀ k, (abv (A i₁ k % b - A i₀ k % b) : ℝ) < abv b • ε

Proof state:
case succ.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
inst✝ : EuclideanDomain R
abv : AbsoluteValue R ℤ
h✝ : abv.IsAdmissible
this : DecidableEq R
n : ℕ
ih :
  ∀ {ε : ℝ},
    0 < ε →
      ∀ {b : R},
        b ≠ 0 →
          ∀ (A : Fin (h✝.card ε ^ n).succ → Fin n → R),
            ∃ i₀ i₁, i₀ ≠ i₁ ∧ ∀ (k : Fin n), ↑(abv (A i₁ k % b - A i₀ k % b)) < abv b • ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
b : R
hb : b ≠ 0
A : Fin (h✝.card ε ^ (n + 1)).succ → Fin (n + 1) → R
M : ℕ := h✝.card ε
s : Fin (M ^ n).succ → Fin (M ^ n.succ).succ
s_inj : Function.Injective s
hs : ∀ (i₀ i₁ : Fin (M ^ n).succ), ↑(abv (A (s i₁) 0 % b - A (s i₀) 0 % b)) < abv b • ε
k₀ k₁ : Fin (h✝.card ε ^ n).succ
hk : k₀ ≠ k₁
h : ∀ (k : Fin n), ↑(abv (Fin.tail (A (s k₁)) k % b - Fin.tail (A (s k₀)) k % b)) < abv b • ε
⊢ ∃ i₀ i₁, i₀ ≠ i₁ ∧ ∀ (k : Fin (n + 1)), ↑(abv (A i₁ k % b - A i₀ k % b)) < abv b • ε

Tactic:
refine ⟨s k₀, s k₁, fun h ↦ hk (s_inj h), fun i ↦ Fin.cases ?_ (fun i ↦ ?_) i⟩

Result:
case succ.intro.intro.intro.intro.intro.refine_1
R : Type u_1
inst✝ : EuclideanDomain R
abv : AbsoluteValue R ℤ
h✝ : abv.IsAdmissible
this : DecidableEq R
n : ℕ
ih :
  ∀ {ε : ℝ},
    0 < ε →
      ∀ {b : R},
        b ≠ 0 →
          ∀ (A : Fin (h✝.card ε ^ n).succ → Fin n → R),
            ∃ i₀ i₁, i₀ ≠ i₁ ∧ ∀ (k : Fin n), ↑(abv (A i₁ k % b - A i₀ k % b)) < abv b • ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
b : R
hb : b ≠ 0
A : Fin (h✝.card ε ^ (n + 1)).succ → Fin (n + 1) → R
M : ℕ := h✝.card ε
s : Fin (M ^ n).succ → Fin (M ^ n.succ).succ
s_inj : Function.Injective s
hs : ∀ (i₀ i₁ : Fin (M ^ n).succ), ↑(abv (A (s i₁) 0 % b - A (s i₀) 0 % b)) < abv b • ε
k₀ k₁ : Fin (h✝.card ε ^ n).succ
hk : k₀ ≠ k₁
h : ∀ (k : Fin n), ↑(abv (Fin.tail (A (s k₁)) k % b - Fin.tail (A (s k₀)) k % b)) < abv b • ε
i : Fin (n + 1)
⊢ ↑(abv (A (s k₁) 0 % b - A (s k₀) 0 % b)) < abv b • ε

case succ.intro.intro.intro.intro.intro.refine_2
R : Type u_1
inst✝ : EuclideanDomain R
abv : AbsoluteValue R ℤ
h✝ : abv.IsAdmissible
this : DecidableEq R
n : ℕ
ih :
  ∀ {ε : ℝ},
    0 < ε →
      ∀ {b : R},
        b ≠ 0 →
          ∀ (A : Fin (h✝.card ε ^ n).succ → Fin n → R),
            ∃ i₀ i₁, i₀ ≠ i₁ ∧ ∀ (k : Fin n), ↑(abv (A i₁ k % b - A i₀ k % b)) < abv b • ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
b : R
hb : b ≠ 0
A : Fin (h✝.card ε ^ (n + 1)).succ → Fin (n + 1) → R
M : ℕ := h✝.card ε
s : Fin (M ^ n).succ → Fin (M ^ n.succ).succ
s_inj : Function.Injective s
hs : ∀ (i₀ i₁ : Fin (M ^ n).succ), ↑(abv (A (s i₁) 0 % b - A (s i₀) 0 % b)) < abv b • ε
k₀ k₁ : Fin (h✝.card ε ^ n).succ
hk : k₀ ≠ k₁
h : ∀ (k : Fin n), ↑(abv (Fin.tail (A (s k₁)) k % b - Fin.tail (A (s k₀)) k % b)) < abv b • ε
i✝ : Fin (n + 1)
i : Fin n
⊢ ↑(abv (A (s k₁) i.succ % b - A (s k₀) i.succ % b)) < abv b • ε

Proof state:
case succ
R : Type u_1
inst✝ : EuclideanDomain R
abv : AbsoluteValue R ℤ
h : abv.IsAdmissible
this : DecidableEq R
n : ℕ
ih :
  ∀ {ε : ℝ},
    0 < ε →
      ∀ {b : R},
        b ≠ 0 →
          ∀ (A : Fin (h.card ε ^ n).succ → Fin n → R),
            ∃ i₀ i₁, i₀ ≠ i₁ ∧ ∀ (k : Fin n), ↑(abv (A i₁ k % b - A i₀ k % b)) < abv b • ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
b : R
hb : b ≠ 0
A : Fin (h.card ε ^ (n + 1)).succ → Fin (n + 1) → R
⊢ ∃ i₀ i₁, i₀ ≠ i₁ ∧ ∀ (k : Fin (n + 1)), ↑(abv (A i₁ k % b - A i₀ k % b)) < abv b • ε

Tactic:
let M := h.card ε

Result:
case succ
R : Type u_1
inst✝ : EuclideanDomain R
abv : AbsoluteValue R ℤ
h : abv.IsAdmissible
this : DecidableEq R
n : ℕ
ih :
  ∀ {ε : ℝ},
    0 < ε →
      ∀ {b : R},
        b ≠ 0 →
          ∀ (A : Fin (h.card ε ^ n).succ → Fin n → R),
            ∃ i₀ i₁, i₀ ≠ i₁ ∧ ∀ (k : Fin n), ↑(abv (A i₁ k % b - A i₀ k % b)) < abv b • ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
b : R
hb : b ≠ 0
A : Fin (h.card ε ^ (n + 1)).succ → Fin (n + 1) → R
M : ℕ := h.card ε
⊢ ∃ i₀ i₁, i₀ ≠ i₁ ∧ ∀ (k : Fin (n + 1)), ↑(abv (A i₁ k % b - A i₀ k % b)) < abv b • ε

Proof state:
case intro
R : Type u_1
inst✝ : EuclideanDomain R
abv : AbsoluteValue R ℤ
h : abv.IsAdmissible
this : DecidableEq R
n : ℕ
ih :
  ∀ {ε : ℝ},
    0 < ε →
      ∀ {b : R},
        b ≠ 0 →
          ∀ (A : Fin (h.card ε ^ n).succ → Fin n → R),
            ∃ i₀ i₁, i₀ ≠ i₁ ∧ ∀ (k : Fin n), ↑(abv (A i₁ k % b - A i₀ k % b)) < abv b • ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
b : R
hb : b ≠ 0
A : Fin (h.card ε ^ (n + 1)).succ → Fin (n + 1) → R
M : ℕ := h.card ε
t : Fin (M ^ n.succ).succ → Fin M
ht : ∀ (i₀ i₁ : Fin (M ^ n.succ).succ), t i₀ = t i₁ → ↑(abv (A i₁ 0 % b - A i₀ 0 % b)) < abv b • ε
⊢ ∃ s, Function.Injective s ∧ ∀ (i₀ i₁ : Fin (M ^ n).succ), ↑(abv (A (s i₁) 0 % b - A (s i₀) 0 % b)) < abv b • ε

Tactic:
obtain ⟨s, hs⟩ :=
  Fintype.exists_lt_card_fiber_of_mul_lt_card (f := t)
    (by simpa only [Fintype.card_fin, pow_succ'] using Nat.lt_succ_self (M ^ n.succ))

Result:
case intro.intro
R : Type u_1
inst✝ : EuclideanDomain R
abv : AbsoluteValue R ℤ
h : abv.IsAdmissible
this : DecidableEq R
n : ℕ
ih :
  ∀ {ε : ℝ},
    0 < ε →
      ∀ {b : R},
        b ≠ 0 →
          ∀ (A : Fin (h.card ε ^ n).succ → Fin n → R),
            ∃ i₀ i₁, i₀ ≠ i₁ ∧ ∀ (k : Fin n), ↑(abv (A i₁ k % b - A i₀ k % b)) < abv b • ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
b : R
hb : b ≠ 0
A : Fin (h.card ε ^ (n + 1)).succ → Fin (n + 1) → R
M : ℕ := h.card ε
t : Fin (M ^ n.succ).succ → Fin M
ht : ∀ (i₀ i₁ : Fin (M ^ n.succ).succ), t i₀ = t i₁ → ↑(abv (A i₁ 0 % b - A i₀ 0 % b)) < abv b • ε
s : Fin M
hs : M ^ n < (Finset.filter (fun x => t x = s) Finset.univ).card
⊢ ∃ s, Function.Injective s ∧ ∀ (i₀ i₁ : Fin (M ^ n).succ), ↑(abv (A (s i₁) 0 % b - A (s i₀) 0 % b)) < abv b • ε

Proof state:
case intro.intro.refine_2
R : Type u_1
inst✝ : EuclideanDomain R
abv : AbsoluteValue R ℤ
h✝ : abv.IsAdmissible
this : DecidableEq R
n : ℕ
ih :
  ∀ {ε : ℝ},
    0 < ε →
      ∀ {b : R},
        b ≠ 0 →
          ∀ (A : Fin (h✝.card ε ^ n).succ → Fin n → R),
            ∃ i₀ i₁, i₀ ≠ i₁ ∧ ∀ (k : Fin n), ↑(abv (A i₁ k % b - A i₀ k % b)) < abv b • ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
b : R
hb : b ≠ 0
A : Fin (h✝.card ε ^ (n + 1)).succ → Fin (n + 1) → R
M : ℕ := h✝.card ε
t : Fin (M ^ n.succ).succ → Fin M
ht : ∀ (i₀ i₁ : Fin (M ^ n.succ).succ), t i₀ = t i₁ → ↑(abv (A i₁ 0 % b - A i₀ 0 % b)) < abv b • ε
s : Fin M
hs : M ^ n < (Finset.filter (fun x => t x = s) Finset.univ).card
i j : Fin (M ^ n).succ
h :
  (fun i => (Finset.filter (fun x => t x = s) Finset.univ).toList.get (Fin.castLE ⋯ i)) i =
    (fun i => (Finset.filter (fun x => t x = s) Finset.univ).toList.get (Fin.castLE ⋯ i)) j
⊢ i = j

Tactic:
ext

Result:
case intro.intro.refine_2.h
R : Type u_1
inst✝ : EuclideanDomain R
abv : AbsoluteValue R ℤ
h✝ : abv.IsAdmissible
this : DecidableEq R
n : ℕ
ih :
  ∀ {ε : ℝ},
    0 < ε →
      ∀ {b : R},
        b ≠ 0 →
          ∀ (A : Fin (h✝.card ε ^ n).succ → Fin n → R),
            ∃ i₀ i₁, i₀ ≠ i₁ ∧ ∀ (k : Fin n), ↑(abv (A i₁ k % b - A i₀ k % b)) < abv b • ε
ε : ℝ
hε : 0 < ε
b : R
hb : b ≠ 0
A : Fin (h✝.card ε ^ (n + 1)).succ → Fin (n + 1) → R
M : ℕ := h✝.card ε
t : Fin (M ^ n.succ).succ → Fin M
ht : ∀ (i₀ i₁ : Fin (M ^ n.succ).succ), t i₀ = t i₁ → ↑(abv (A i₁ 0 % b - A i₀ 0 % b)) < abv b • ε
s : Fin M
hs : M ^ n < (Finset.filter (fun x => t x = s) Finset.univ).card
i j : Fin (M ^ n).succ
h :
  (fun i => (Finset.filter (fun x => t x = s) Finset.univ).toList.get (Fin.castLE ⋯ i)) i =
    (fun i => (Finset.filter (fun x => t x = s) Finset.univ).toList.get (Fin.castLE ⋯ i)) j
⊢ ↑i = ↑j