-- Mathlib/Analysis/Convex/Between.lean
theorem sbtw_of_sbtw_of_sbtw_of_mem_affineSpan_pair [NoZeroSMulDivisors R V]
    {t : Affine.Triangle R P} {i₁ i₂ i₃ : Fin 3} (h₁₂ : i₁ ≠ i₂) {p₁ p₂ p : P}
    (h₁ : Sbtw R (t.points i₂) p₁ (t.points i₃)) (h₂ : Sbtw R (t.points i₁) p₂ (t.points i₃))
    (h₁' : p ∈ line[R, t.points i₁, p₁]) (h₂' : p ∈ line[R, t.points i₂, p₂]) :
    Sbtw R (t.points i₁) p p₁

Proof state:
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝⁴ : LinearOrderedRing R
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module R V
inst✝¹ : AddTorsor V P
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R V
t : Affine.Triangle R P
i₁ i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
p₁ p₂ p : P
h₁ : Sbtw R (t.points i₂) p₁ (t.points i₃)
h₂ : Sbtw R (t.points i₁) p₂ (t.points i₃)
h₁' : p ∈ affineSpan R {t.points i₁, p₁}
h₂' : p ∈ affineSpan R {t.points i₂, p₂}
this : DecidableRel fun x1 x2 => x1 < x2 := LinearOrderedRing.decidableLT
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h3 : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
hu : Finset.univ = {i₁, i₂, i₃}
hp : p ∈ affineSpan R (Set.range t.points)
h₁i : p₁ ∈ ⇑(lineMap (t.points i₂) (t.points i₃)) '' Set.Ioo 0 1
h₂i : p₂ ∈ ⇑(lineMap (t.points i₁) (t.points i₃)) '' Set.Ioo 0 1
⊢ Sbtw R (t.points i₁) p p₁

Tactic:
rw [Set.mem_image] at h₁i h₂i

Result:
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝⁴ : LinearOrderedRing R
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module R V
inst✝¹ : AddTorsor V P
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R V
t : Affine.Triangle R P
i₁ i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
p₁ p₂ p : P
h₁ : Sbtw R (t.points i₂) p₁ (t.points i₃)
h₂ : Sbtw R (t.points i₁) p₂ (t.points i₃)
h₁' : p ∈ affineSpan R {t.points i₁, p₁}
h₂' : p ∈ affineSpan R {t.points i₂, p₂}
this : DecidableRel fun x1 x2 => x1 < x2 := LinearOrderedRing.decidableLT
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h3 : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
hu : Finset.univ = {i₁, i₂, i₃}
hp : p ∈ affineSpan R (Set.range t.points)
h₁i : ∃ x ∈ Set.Ioo 0 1, (lineMap (t.points i₂) (t.points i₃)) x = p₁
h₂i : ∃ x ∈ Set.Ioo 0 1, (lineMap (t.points i₁) (t.points i₃)) x = p₂
⊢ Sbtw R (t.points i₁) p p₁

Proof state:
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝⁴ : LinearOrderedRing R
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module R V
inst✝¹ : AddTorsor V P
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R V
t : Affine.Triangle R P
i₁ i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
p₁ p₂ p : P
h₁ : Sbtw R (t.points i₂) p₁ (t.points i₃)
h₂ : Sbtw R (t.points i₁) p₂ (t.points i₃)
h₁' : p ∈ affineSpan R {t.points i₁, p₁}
h₂' : p ∈ affineSpan R {t.points i₂, p₂}
this : DecidableRel fun x1 x2 => x1 < x2 := LinearOrderedRing.decidableLT
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h3 : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
⊢ Finset.univ = {i₁, i₂, i₃}

Tactic:
clear h₁ h₂ h₁' h₂'

Result:
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝⁴ : LinearOrderedRing R
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module R V
inst✝¹ : AddTorsor V P
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R V
t : Affine.Triangle R P
i₁ i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
p₁ p₂ p : P
this : DecidableRel fun x1 x2 => x1 < x2 := LinearOrderedRing.decidableLT
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h3 : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
⊢ Finset.univ = {i₁, i₂, i₃}

Proof state:
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝⁴ : LinearOrderedRing R
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module R V
inst✝¹ : AddTorsor V P
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R V
t : Affine.Triangle R P
i₁ i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
p₁ p₂ p : P
h₁ : Sbtw R (t.points i₂) p₁ (t.points i₃)
h₂ : Sbtw R (t.points i₁) p₂ (t.points i₃)
h₁' : p ∈ affineSpan R {t.points i₁, p₁}
h₂' : p ∈ affineSpan R {t.points i₂, p₂}
this : DecidableRel fun x1 x2 => x1 < x2 := LinearOrderedRing.decidableLT
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h3 : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
hu : Finset.univ = {i₁, i₂, i₃}
⊢ p ∈ affineSpan R (Set.range t.points)

Tactic:
have hle : line[R, t.points i₁, p₁] ≤ affineSpan R (Set.range t.points) := by
  refine affineSpan_pair_le_of_mem_of_mem (mem_affineSpan R (Set.mem_range_self _)) ?_
  have hle : line[R, t.points i₂, t.points i₃] ≤ affineSpan R (Set.range t.points) := by
    refine affineSpan_mono R ?_
    simp [Set.insert_subset_iff]
  rw [AffineSubspace.le_def'] at hle
  exact hle _ h₁.wbtw.mem_affineSpan

Result:
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝⁴ : LinearOrderedRing R
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module R V
inst✝¹ : AddTorsor V P
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R V
t : Affine.Triangle R P
i₁ i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
p₁ p₂ p : P
h₁ : Sbtw R (t.points i₂) p₁ (t.points i₃)
h₂ : Sbtw R (t.points i₁) p₂ (t.points i₃)
h₁' : p ∈ affineSpan R {t.points i₁, p₁}
h₂' : p ∈ affineSpan R {t.points i₂, p₂}
this : DecidableRel fun x1 x2 => x1 < x2 := LinearOrderedRing.decidableLT
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h3 : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
hu : Finset.univ = {i₁, i₂, i₃}
hle : affineSpan R {t.points i₁, p₁} ≤ affineSpan R (Set.range t.points)
⊢ p ∈ affineSpan R (Set.range t.points)

Proof state:
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝⁴ : LinearOrderedRing R
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module R V
inst✝¹ : AddTorsor V P
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R V
t : Affine.Triangle R P
i₁ i₂ i₃ : Fin 3
h₁₂ : i₁ ≠ i₂
p₁ p₂ p : P
h₁ : Sbtw R (t.points i₂) p₁ (t.points i₃)
h₂ : Sbtw R (t.points i₁) p₂ (t.points i₃)
h₁' : p ∈ affineSpan R {t.points i₁, p₁}
h₂' : p ∈ affineSpan R {t.points i₂, p₂}
this : DecidableRel fun x1 x2 => x1 < x2 := LinearOrderedRing.decidableLT
h₁₃ : i₁ ≠ i₃
h₂₃ : i₂ ≠ i₃
h3 : ∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃
hu : Finset.univ = {i₁, i₂, i₃}
⊢ {t.points i₂, t.points i₃} ⊆ Set.range t.points

Tactic:
simp [Set.insert_subset_iff]

Result:
no goals

Proof state:
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝⁴ : LinearOrderedRing R
inst✝³ : AddCommGroup V
inst✝² : Module R V
inst✝¹ : AddTorsor V P
inst✝ : NoZeroSMulDivisors R V
t : Affine.Triangle R P
p₁ p₂ p : P
this : DecidableRel fun x1 x2 => x1 < x2 := LinearOrderedRing.decidableLT
⊢ ∀ {i₁ i₂ i₃ : Fin 3},
    i₁ ≠ i₂ → i₁ ≠ i₃ → i₂ ≠ i₃ → (∀ (i : Fin 3), i = i₁ ∨ i = i₂ ∨ i = i₃) → Finset.univ = {i₁, i₂, i₃}

Tactic:
decide

Result:
no goals