-- Mathlib/Data/Fin/FlagRange.lean
theorem IsMaxChain.range_fin_of_covBy (h0 : f 0 = ⊥) (hlast : f (.last n) = ⊤)
    (hcovBy : ∀ k : Fin n, f k.castSucc ⩿ f k.succ) :
    IsMaxChain (· ≤ ·) (range f)

Proof state:
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : range f ⊆ t
x : α
hx : x ∈ t
⊢ ∃ y, f y = x

Tactic:
by_contra! h

Result:
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : range f ⊆ t
x : α
hx : x ∈ t
h : ∀ (y : Fin (n + 1)), f y ≠ x
⊢ False

Proof state:
case succ
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : range f ⊆ t
x : α
hx : x ∈ t
h : ∀ (y : Fin (n + 1)), f y ≠ x
k : Fin n
ihk : f k.castSucc < x
⊢ f k.succ < x

Tactic:
rw [range_subset_iff] at hbt

Result:
case succ
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : ∀ (y : Fin (n + 1)), f y ∈ t
x : α
hx : x ∈ t
h : ∀ (y : Fin (n + 1)), f y ≠ x
k : Fin n
ihk : f k.castSucc < x
⊢ f k.succ < x

Proof state:
case zero
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : range f ⊆ t
x : α
hx : x ∈ t
h : ∀ (y : Fin (n + 1)), f y ≠ x
⊢ f 0 < x

Tactic:
simpa [h0, bot_lt_iff_ne_bot] using (h 0).symm

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
⊢ IsMaxChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) (range f)

Tactic:
have hmono : Monotone f := Fin.monotone_iff_le_succ.2 fun k ↦ (hcovBy k).1

Result:
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
⊢ IsMaxChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) (range f)

Proof state:
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : range f ⊆ t
x : α
hx : x ∈ t
h : ∀ (y : Fin (n + 1)), f y ≠ x
k : Fin (n + 1)
⊢ f k < x

Tactic:
induction k using Fin.induction with
| zero => simpa [h0, bot_lt_iff_ne_bot] using (h 0).symm
| succ k ihk =>
  rw [range_subset_iff] at hbt
  exact (htc.lt_of_le (hbt k.succ) hx (h _)).resolve_right ((hcovBy k).2 ihk)

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : range f ⊆ t
x : α
hx : x ∈ t
⊢ x ∈ range f

Tactic:
rw [mem_range]

Result:
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : range f ⊆ t
x : α
hx : x ∈ t
⊢ ∃ y, f y = x

Proof state:
case succ
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : ∀ (y : Fin (n + 1)), f y ∈ t
x : α
hx : x ∈ t
h : ∀ (y : Fin (n + 1)), f y ≠ x
k : Fin n
ihk : f k.castSucc < x
⊢ f k.succ < x

Tactic:
exact (htc.lt_of_le (hbt k.succ) hx (h _)).resolve_right ((hcovBy k).2 ihk)

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : range f ⊆ t
x : α
hx : x ∈ t
h : ∀ (y : Fin (n + 1)), f y ≠ x
⊢ False

Tactic:
suffices ∀ k, f k < x by simpa [hlast] using this (.last _)

Result:
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : range f ⊆ t
x : α
hx : x ∈ t
h : ∀ (y : Fin (n + 1)), f y ≠ x
⊢ ∀ (k : Fin (n + 1)), f k < x

Proof state:
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : range f ⊆ t
x : α
hx : x ∈ t
h : ∀ (y : Fin (n + 1)), f y ≠ x
⊢ ∀ (k : Fin (n + 1)), f k < x

Tactic:
intro k

Result:
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : range f ⊆ t
x : α
hx : x ∈ t
h : ∀ (y : Fin (n + 1)), f y ≠ x
k : Fin (n + 1)
⊢ f k < x

Proof state:
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
⊢ IsMaxChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) (range f)

Tactic:
refine ⟨hmono.isChain_range, fun t htc hbt ↦ hbt.antisymm fun x hx ↦ ?_⟩

Result:
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : range f ⊆ t
x : α
hx : x ∈ t
⊢ x ∈ range f

Proof state:
α : Type u_1
inst✝¹ : PartialOrder α
inst✝ : BoundedOrder α
n : ℕ
f : Fin (n + 1) → α
h0 : f 0 = ⊥
hlast : f (Fin.last n) = ⊤
hcovBy : ∀ (k : Fin n), f k.castSucc ⩿ f k.succ
hmono : Monotone f
t : Set α
htc : IsChain (fun x1 x2 => x1 ≤ x2) t
hbt : range f ⊆ t
x : α
hx : x ∈ t
h : ∀ (y : Fin (n + 1)), f y ≠ x
this : ∀ (k : Fin (n + 1)), f k < x
⊢ False

Tactic:
simpa [hlast] using this (.last _)

Result:
no goals