-- Mathlib/Analysis/Convex/Combination.lean
/-- Two simplices glue nicely if the union of their vertices is affine independent. -/
lemma AffineIndependent.convexHull_inter (hs : AffineIndependent R ((↑) : s → E))
    (ht₁ : t₁ ⊆ s) (ht₂ : t₂ ⊆ s) :
    convexHull R (t₁ ∩ t₂ : Set E) = convexHull R t₁ ∩ convexHull R t₂

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.refine_1
R : Type u_1
E : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField R
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module R E
s t₁ t₂ : Finset E
ht₁ : t₁ ⊆ s
ht₂ : t₂ ⊆ s
x : E
w₁ : E → R
h₁w₁ : ∀ y ∈ t₁, 0 ≤ w₁ y
h₂w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y = 1
h₃w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y • y = x
w₂ : E → R
h₂w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y = 1
h₃w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y • y = x
w : E → R := fun x => (if x ∈ t₁ then w₁ x else 0) - if x ∈ t₂ then w₂ x else 0
h₁w : ∑ i ∈ s, w i = 0
hs : ∀ x ∈ s, w x = 0
ht : ∀ x ∈ t₁, x ∉ t₂ → w₁ x = 0
⊢ ∀ y ∈ t₁ ∩ t₂, 0 ≤ w₁ y

Tactic:
simp only [and_imp, Finset.mem_inter]

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.refine_1
R : Type u_1
E : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField R
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module R E
s t₁ t₂ : Finset E
ht₁ : t₁ ⊆ s
ht₂ : t₂ ⊆ s
x : E
w₁ : E → R
h₁w₁ : ∀ y ∈ t₁, 0 ≤ w₁ y
h₂w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y = 1
h₃w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y • y = x
w₂ : E → R
h₂w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y = 1
h₃w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y • y = x
w : E → R := fun x => (if x ∈ t₁ then w₁ x else 0) - if x ∈ t₂ then w₂ x else 0
h₁w : ∑ i ∈ s, w i = 0
hs : ∀ x ∈ s, w x = 0
ht : ∀ x ∈ t₁, x ∉ t₂ → w₁ x = 0
⊢ ∀ y ∈ t₁, y ∈ t₂ → 0 ≤ w₁ y

Proof state:
R : Type u_1
E : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField R
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module R E
s t₁ t₂ : Finset E
ht₁ : t₁ ⊆ s
ht₂ : t₂ ⊆ s
x✝ : E
w₁ : E → R
h₁w₁ : ∀ y ∈ t₁, 0 ≤ w₁ y
h₂w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y = 1
h₃w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y • y = x✝
w₂ : E → R
h₂w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y = 1
h₃w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y • y = x✝
w : E → R := fun x => (if x ∈ t₁ then w₁ x else 0) - if x ∈ t₂ then w₂ x else 0
h₁w : ∑ i ∈ s, w i = 0
hs : ∀ x ∈ s, w x = 0
x : E
hx₁ : x ∈ t₁
hx₂ : x ∉ t₂
⊢ w₁ x = 0

Tactic:
simpa [w, hx₁, hx₂] using hs _ (ht₁ hx₁)

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
E : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField R
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module R E
s t₁ t₂ : Finset E
hs : AffineIndependent R Subtype.val
ht₁ : t₁ ⊆ s
ht₂ : t₂ ⊆ s
x : E
w₁ : E → R
h₁w₁ : ∀ y ∈ t₁, 0 ≤ w₁ y
h₂w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y = 1
h₃w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y • y = x
w₂ : E → R
h₂w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y = 1
h₃w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y • y = x
⊢ ∃ w, (∀ y ∈ t₁ ∩ t₂, 0 ≤ w y) ∧ ∑ y ∈ t₁ ∩ t₂, w y = 1 ∧ ∑ y ∈ t₁ ∩ t₂, w y • y = x

Tactic:
let w (x : E) : R := (if x ∈ t₁ then w₁ x else 0) - if x ∈ t₂ then w₂ x else 0

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
E : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField R
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module R E
s t₁ t₂ : Finset E
hs : AffineIndependent R Subtype.val
ht₁ : t₁ ⊆ s
ht₂ : t₂ ⊆ s
x : E
w₁ : E → R
h₁w₁ : ∀ y ∈ t₁, 0 ≤ w₁ y
h₂w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y = 1
h₃w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y • y = x
w₂ : E → R
h₂w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y = 1
h₃w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y • y = x
w : E → R := fun x => (if x ∈ t₁ then w₁ x else 0) - if x ∈ t₂ then w₂ x else 0
⊢ ∃ w, (∀ y ∈ t₁ ∩ t₂, 0 ≤ w y) ∧ ∑ y ∈ t₁ ∩ t₂, w y = 1 ∧ ∑ y ∈ t₁ ∩ t₂, w y • y = x

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.refine_1
R : Type u_1
E : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField R
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module R E
s t₁ t₂ : Finset E
ht₁ : t₁ ⊆ s
ht₂ : t₂ ⊆ s
x : E
w₁ : E → R
h₁w₁ : ∀ y ∈ t₁, 0 ≤ w₁ y
h₂w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y = 1
h₃w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y • y = x
w₂ : E → R
h₂w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y = 1
h₃w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y • y = x
w : E → R := fun x => (if x ∈ t₁ then w₁ x else 0) - if x ∈ t₂ then w₂ x else 0
h₁w : ∑ i ∈ s, w i = 0
hs : ∀ x ∈ s, w x = 0
ht : ∀ x ∈ t₁, x ∉ t₂ → w₁ x = 0
⊢ ∀ y ∈ t₁, y ∈ t₂ → 0 ≤ w₁ y

Tactic:
exact fun y hy₁ _ ↦ h₁w₁ y hy₁

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
E : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField R
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module R E
s t₁ t₂ : Finset E
ht₁ : t₁ ⊆ s
ht₂ : t₂ ⊆ s
x : E
w₁ : E → R
h₁w₁ : ∀ y ∈ t₁, 0 ≤ w₁ y
h₂w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y = 1
h₃w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y • y = x
w₂ : E → R
h₂w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y = 1
h₃w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y • y = x
w : E → R := fun x => (if x ∈ t₁ then w₁ x else 0) - if x ∈ t₂ then w₂ x else 0
h₁w : ∑ i ∈ s, w i = 0
hs : ∀ x ∈ s, w x = 0
⊢ ∃ w, (∀ y ∈ t₁ ∩ t₂, 0 ≤ w y) ∧ ∑ y ∈ t₁ ∩ t₂, w y = 1 ∧ ∑ y ∈ t₁ ∩ t₂, w y • y = x

Tactic:
have ht (x) (hx₁ : x ∈ t₁) (hx₂ : x ∉ t₂) : w₁ x = 0 := by
  simpa [w, hx₁, hx₂] using hs _ (ht₁ hx₁)

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
E : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField R
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module R E
s t₁ t₂ : Finset E
ht₁ : t₁ ⊆ s
ht₂ : t₂ ⊆ s
x : E
w₁ : E → R
h₁w₁ : ∀ y ∈ t₁, 0 ≤ w₁ y
h₂w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y = 1
h₃w₁ : ∑ y ∈ t₁, w₁ y • y = x
w₂ : E → R
h₂w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y = 1
h₃w₂ : ∑ y ∈ t₂, w₂ y • y = x
w : E → R := fun x => (if x ∈ t₁ then w₁ x else 0) - if x ∈ t₂ then w₂ x else 0
h₁w : ∑ i ∈ s, w i = 0
hs : ∀ x ∈ s, w x = 0
ht : ∀ x ∈ t₁, x ∉ t₂ → w₁ x = 0
⊢ ∃ w, (∀ y ∈ t₁ ∩ t₂, 0 ≤ w y) ∧ ∑ y ∈ t₁ ∩ t₂, w y = 1 ∧ ∑ y ∈ t₁ ∩ t₂, w y • y = x