-- Mathlib/Geometry/Euclidean/Sphere/Basic.lean
theorem inner_pos_or_eq_of_dist_le_radius {s : Sphere P} {p₁ p₂ : P} (hp₁ : p₁ ∈ s)
    (hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius) : 0 < ⟪p₁ -ᵥ p₂, p₁ -ᵥ s.center⟫ ∨ p₁ = p₂

Proof state:
case neg
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
h : ¬p₁ = p₂
⊢ 0 < inner (p₁ -ᵥ p₂) (p₁ -ᵥ s.center)

Tactic:
rw [mem_sphere] at hp₁

Result:
case neg
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : dist p₁ s.center = s.radius
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
h : ¬p₁ = p₂
⊢ 0 < inner (p₁ -ᵥ p₂) (p₁ -ᵥ s.center)

Proof state:
case neg.refine_1
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : dist p₁ s.center = s.radius
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
h : ¬p₁ = p₂
⊢ ‖p₂ -ᵥ s.center‖ ≤ ‖p₁ -ᵥ s.center‖

Tactic:
rwa [← dist_eq_norm_vsub, ← dist_eq_norm_vsub, hp₁]

Result:
no goals

Proof state:
case neg
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : dist p₁ s.center = s.radius
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
h : ¬p₁ = p₂
⊢ 0 < inner (p₁ -ᵥ p₂) (p₁ -ᵥ s.center)

Tactic:
rw [← vsub_sub_vsub_cancel_right p₁ p₂ s.center, inner_sub_left,
  real_inner_self_eq_norm_mul_norm, sub_pos]

Result:
case neg
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : dist p₁ s.center = s.radius
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
h : ¬p₁ = p₂
⊢ inner (p₂ -ᵥ s.center) (p₁ -ᵥ s.center) < ‖p₁ -ᵥ s.center‖ * ‖p₁ -ᵥ s.center‖

Proof state:
case neg.refine_2.inl.refine_2
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₂ : P
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
hp₂' : dist p₂ s.center < dist s.center s.center
hp₁ : dist s.center s.center = s.radius
h : ¬s.center = p₂
⊢ False

Tactic:
refine (dist_nonneg.not_lt : ¬dist p₂ s.center < 0) ?_

Result:
case neg.refine_2.inl.refine_2
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₂ : P
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
hp₂' : dist p₂ s.center < dist s.center s.center
hp₁ : dist s.center s.center = s.radius
h : ¬s.center = p₂
⊢ dist p₂ s.center < 0

Proof state:
case neg.refine_2.inr
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : dist p₁ s.center = s.radius
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
h : ¬p₁ = p₂
hp₂' : dist p₂ s.center = s.radius
⊢ inner (p₂ -ᵥ s.center) (p₁ -ᵥ s.center) ≠ ‖p₁ -ᵥ s.center‖ * ‖p₁ -ᵥ s.center‖

Tactic:
rw [← hp₁, @dist_eq_norm_vsub V, @dist_eq_norm_vsub V] at hp₂'

Result:
case neg.refine_2.inr
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : dist p₁ s.center = s.radius
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
h : ¬p₁ = p₂
hp₂' : ‖p₂ -ᵥ s.center‖ = ‖p₁ -ᵥ s.center‖
⊢ inner (p₂ -ᵥ s.center) (p₁ -ᵥ s.center) ≠ ‖p₁ -ᵥ s.center‖ * ‖p₁ -ᵥ s.center‖

Proof state:
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
⊢ 0 < inner (p₁ -ᵥ p₂) (p₁ -ᵥ s.center) ∨ p₁ = p₂

Tactic:
by_cases h : p₁ = p₂

Result:
case pos
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
h : p₁ = p₂
⊢ 0 < inner (p₁ -ᵥ p₂) (p₁ -ᵥ s.center) ∨ p₁ = p₂

case neg
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
h : ¬p₁ = p₂
⊢ 0 < inner (p₁ -ᵥ p₂) (p₁ -ᵥ s.center) ∨ p₁ = p₂

Proof state:
case neg.refine_2.inl.refine_2
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : dist p₁ s.center = s.radius
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
h : ¬p₁ = p₂
hp₂' : dist p₂ s.center < s.radius
⊢ 0 < ‖p₁ -ᵥ s.center‖

Tactic:
rw [norm_pos_iff, vsub_ne_zero]

Result:
case neg.refine_2.inl.refine_2
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : dist p₁ s.center = s.radius
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
h : ¬p₁ = p₂
hp₂' : dist p₂ s.center < s.radius
⊢ p₁ ≠ s.center

Proof state:
case neg.refine_2.inr
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₂ : P
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
hp₁ : dist s.center s.center = s.radius
h : ¬s.center = p₂
hp₂' : ‖p₂ -ᵥ s.center‖ = ‖s.center -ᵥ s.center‖
⊢ False

Tactic:
refine h (Eq.symm ?_)

Result:
case neg.refine_2.inr
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₂ : P
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
hp₁ : dist s.center s.center = s.radius
h : ¬s.center = p₂
hp₂' : ‖p₂ -ᵥ s.center‖ = ‖s.center -ᵥ s.center‖
⊢ p₂ = s.center

Proof state:
case neg.refine_2.inl.refine_2
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₂ : P
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
hp₂' : dist p₂ s.center < dist s.center s.center
hp₁ : dist s.center s.center = s.radius
h : ¬s.center = p₂
⊢ dist p₂ s.center < 0

Tactic:
simpa using hp₂'

Result:
no goals

Proof state:
case neg.refine_2.inr
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₂ : P
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
hp₁ : dist s.center s.center = s.radius
h : ¬s.center = p₂
hp₂' : ‖p₂ -ᵥ s.center‖ = ‖s.center -ᵥ s.center‖
⊢ p₂ = s.center

Tactic:
simpa using hp₂'

Result:
no goals

Proof state:
case pos
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
h : p₁ = p₂
⊢ 0 < inner (p₁ -ᵥ p₂) (p₁ -ᵥ s.center) ∨ p₁ = p₂

Tactic:
exact Or.inr h

Result:
no goals

Proof state:
case neg.refine_2.inr
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : dist p₁ s.center = s.radius
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
h : ¬p₁ = p₂
hp₂' : ‖p₂ -ᵥ s.center‖ = ‖p₁ -ᵥ s.center‖
⊢ p₁ ≠ s.center

Tactic:
rintro rfl

Result:
case neg.refine_2.inr
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝³ : NormedAddCommGroup V
inst✝² : InnerProductSpace ℝ V
inst✝¹ : MetricSpace P
inst✝ : NormedAddTorsor V P
s : Sphere P
p₂ : P
hp₂ : dist p₂ s.center ≤ s.radius
hp₁ : dist s.center s.center = s.radius
h : ¬s.center = p₂
hp₂' : ‖p₂ -ᵥ s.center‖ = ‖s.center -ᵥ s.center‖
⊢ False