-- Mathlib/Combinatorics/Additive/SmallTripling.lean
@[to_additive]
private lemma inductive_claim_mul (hm : 3 ≤ m)
    (h : ∀ ε : Fin 3 → ℤ, (∀ i, |ε i| = 1) → #((finRange 3).map fun i ↦ A ^ ε i).prod ≤ k * #A)
    (ε : Fin m → ℤ) (hε : ∀ i, |ε i| = 1) :
    #((finRange m).map fun i ↦ A ^ ε i).prod ≤ k ^ (m - 2) * #A

Proof state:
G : Type u_1
inst✝¹ : DecidableEq G
inst✝ : Group G
A : Finset G
k : ℝ
m✝ : ℕ
h : ∀ (ε : Fin 3 → ℤ), (∀ (i : Fin 3), |ε i| = 1) → ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange 3)).prod) ≤ k * ↑(#A)
m : ℕ
hm : 3 ≤ m + 1
ih :
  ∀ (ε : Fin (m + 1) → ℤ),
    (∀ (i : Fin (m + 1)), |ε i| = 1) →
      ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange (m + 1))).prod) ≤ k ^ (m + 1 - 2) * ↑(#A)
ε : Fin (m + 1 + 1) → ℤ
hε : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), |ε i| = 1
hm₀ : m ≠ 0
hε₀ : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), ε i ≠ 0
hA : A.Nonempty
hk : 0 ≤ k
π : {n : ℕ} → (Fin n → ℤ) → Finset G := fun {n} δ => (List.map (fun i => A ^ δ i) (finRange n)).prod
V : Finset G := π ![-ε 1, -ε 0]
W : Finset G := π (tail (tail ε))
⊢ ∀ (i : Fin m), |Fin.cons 1 (tail (tail ε)) i.succ| = 1

Tactic:
simp [hε, Fin.tail]

Result:
no goals

Proof state:
G : Type u_1
inst✝¹ : DecidableEq G
inst✝ : Group G
A : Finset G
k : ℝ
m✝ : ℕ
h : ∀ (ε : Fin 3 → ℤ), (∀ (i : Fin 3), |ε i| = 1) → ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange 3)).prod) ≤ k * ↑(#A)
m : ℕ
hm : 3 ≤ m + 1
ih :
  ∀ (ε : Fin (m + 1) → ℤ),
    (∀ (i : Fin (m + 1)), |ε i| = 1) →
      ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange (m + 1))).prod) ≤ k ^ (m + 1 - 2) * ↑(#A)
ε : Fin (m + 1 + 1) → ℤ
hε : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), |ε i| = 1
hm₀ : m ≠ 0
hε₀ : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), ε i ≠ 0
hA : A.Nonempty
⊢ 0 < ↑(#A)

Tactic:
positivity

Result:
no goals

Proof state:
G : Type u_1
inst✝¹ : DecidableEq G
inst✝ : Group G
A : Finset G
k : ℝ
m✝ : ℕ
h : ∀ (ε : Fin 3 → ℤ), (∀ (i : Fin 3), |ε i| = 1) → ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange 3)).prod) ≤ k * ↑(#A)
m : ℕ
hm : 3 ≤ m + 1
ih :
  ∀ (ε : Fin (m + 1) → ℤ),
    (∀ (i : Fin (m + 1)), |ε i| = 1) →
      ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange (m + 1))).prod) ≤ k ^ (m + 1 - 2) * ↑(#A)
ε : Fin (m + 1 + 1) → ℤ
hε : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), |ε i| = 1
hm₀ : m ≠ 0
hε₀ : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), ε i ≠ 0
hA : A.Nonempty
hk : 0 ≤ k
π : {n : ℕ} → (Fin n → ℤ) → Finset G := fun {n} δ => (List.map (fun i => A ^ δ i) (finRange n)).prod
V : Finset G := π ![-ε 1, -ε 0]
W : Finset G := π (tail (tail ε))
⊢ ↑(#(π ![1, -ε 1, -ε 0])) * ↑(#(π (Fin.cons 1 (tail (tail ε))))) ≤ k * ↑(#A) * (k ^ (m - 1) * ↑(#A))

Tactic:
gcongr

Result:
case h₁
G : Type u_1
inst✝¹ : DecidableEq G
inst✝ : Group G
A : Finset G
k : ℝ
m✝ : ℕ
h : ∀ (ε : Fin 3 → ℤ), (∀ (i : Fin 3), |ε i| = 1) → ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange 3)).prod) ≤ k * ↑(#A)
m : ℕ
hm : 3 ≤ m + 1
ih :
  ∀ (ε : Fin (m + 1) → ℤ),
    (∀ (i : Fin (m + 1)), |ε i| = 1) →
      ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange (m + 1))).prod) ≤ k ^ (m + 1 - 2) * ↑(#A)
ε : Fin (m + 1 + 1) → ℤ
hε : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), |ε i| = 1
hm₀ : m ≠ 0
hε₀ : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), ε i ≠ 0
hA : A.Nonempty
hk : 0 ≤ k
π : {n : ℕ} → (Fin n → ℤ) → Finset G := fun {n} δ => (List.map (fun i => A ^ δ i) (finRange n)).prod
V : Finset G := π ![-ε 1, -ε 0]
W : Finset G := π (tail (tail ε))
⊢ ↑(#(π ![1, -ε 1, -ε 0])) ≤ k * ↑(#A)

case h₂
G : Type u_1
inst✝¹ : DecidableEq G
inst✝ : Group G
A : Finset G
k : ℝ
m✝ : ℕ
h : ∀ (ε : Fin 3 → ℤ), (∀ (i : Fin 3), |ε i| = 1) → ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange 3)).prod) ≤ k * ↑(#A)
m : ℕ
hm : 3 ≤ m + 1
ih :
  ∀ (ε : Fin (m + 1) → ℤ),
    (∀ (i : Fin (m + 1)), |ε i| = 1) →
      ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange (m + 1))).prod) ≤ k ^ (m + 1 - 2) * ↑(#A)
ε : Fin (m + 1 + 1) → ℤ
hε : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), |ε i| = 1
hm₀ : m ≠ 0
hε₀ : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), ε i ≠ 0
hA : A.Nonempty
hk : 0 ≤ k
π : {n : ℕ} → (Fin n → ℤ) → Finset G := fun {n} δ => (List.map (fun i => A ^ δ i) (finRange n)).prod
V : Finset G := π ![-ε 1, -ε 0]
W : Finset G := π (tail (tail ε))
⊢ ↑(#(π (Fin.cons 1 (tail (tail ε))))) ≤ k ^ (m - 1) * ↑(#A)

Proof state:
G : Type u_1
inst✝¹ : DecidableEq G
inst✝ : Group G
A : Finset G
k : ℝ
m✝ : ℕ
h : ∀ (ε : Fin 3 → ℤ), (∀ (i : Fin 3), |ε i| = 1) → ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange 3)).prod) ≤ k * ↑(#A)
m : ℕ
hm : 3 ≤ m + 1
ih :
  ∀ (ε : Fin (m + 1) → ℤ),
    (∀ (i : Fin (m + 1)), |ε i| = 1) →
      ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange (m + 1))).prod) ≤ k ^ (m + 1 - 2) * ↑(#A)
ε : Fin (m + 1 + 1) → ℤ
hε : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), |ε i| = 1
hm₀ : m ≠ 0
hε₀ : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), ε i ≠ 0
hA : A.Nonempty
hk : 0 ≤ k
π : {n : ℕ} → (Fin n → ℤ) → Finset G := fun {n} δ => (List.map (fun i => A ^ δ i) (finRange n)).prod
V : Finset G := π ![-ε 1, -ε 0]
W : Finset G := π (tail (tail ε))
⊢ |Fin.cons 1 (tail (tail ε)) 0| = 1

Tactic:
simp

Result:
no goals

Proof state:
G : Type u_1
inst✝¹ : DecidableEq G
inst✝ : Group G
A : Finset G
k : ℝ
m✝ : ℕ
h : ∀ (ε : Fin 3 → ℤ), (∀ (i : Fin 3), |ε i| = 1) → ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange 3)).prod) ≤ k * ↑(#A)
m : ℕ
hm : 3 ≤ m + 1
ih :
  ∀ (ε : Fin (m + 1) → ℤ),
    (∀ (i : Fin (m + 1)), |ε i| = 1) →
      ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange (m + 1))).prod) ≤ k ^ (m + 1 - 2) * ↑(#A)
ε : Fin (m + 1 + 1) → ℤ
hε : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), |ε i| = 1
hm₀ : m ≠ 0
hε₀ : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), ε i ≠ 0
hA : A.Nonempty
hk : 0 ≤ k
π : {n : ℕ} → (Fin n → ℤ) → Finset G := fun {n} δ => (List.map (fun i => A ^ δ i) (finRange n)).prod
V : Finset G := π ![-ε 1, -ε 0]
W : Finset G := π (tail (tail ε))
⊢ #A * #(V⁻¹ * W) ≤ #(A * V) * #(A * W)

Tactic:
exact ruzsa_triangle_inequality_invMul_mul_mul ..

Result:
no goals

Proof state:
G : Type u_1
inst✝¹ : DecidableEq G
inst✝ : Group G
A : Finset G
k : ℝ
m✝ : ℕ
h : ∀ (ε : Fin 3 → ℤ), (∀ (i : Fin 3), |ε i| = 1) → ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange 3)).prod) ≤ k * ↑(#A)
m : ℕ
hm : 3 ≤ m + 1
ih :
  ∀ (ε : Fin (m + 1) → ℤ),
    (∀ (i : Fin (m + 1)), |ε i| = 1) →
      ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange (m + 1))).prod) ≤ k ^ (m + 1 - 2) * ↑(#A)
ε : Fin (m + 1 + 1) → ℤ
hε : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), |ε i| = 1
hm₀ : m ≠ 0
hε₀ : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), ε i ≠ 0
hA : A.Nonempty
⊢ 0 ≤ ↑(#(List.map (fun i => A ^ 1 i) (finRange 3)).prod)

Tactic:
positivity

Result:
no goals

Proof state:
case succ.succ.inr
G : Type u_1
inst✝¹ : DecidableEq G
inst✝ : Group G
A : Finset G
k : ℝ
m✝ : ℕ
h : ∀ (ε : Fin 3 → ℤ), (∀ (i : Fin 3), |ε i| = 1) → ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange 3)).prod) ≤ k * ↑(#A)
m : ℕ
hm : 3 ≤ m + 1
ih :
  ∀ (ε : Fin (m + 1) → ℤ),
    (∀ (i : Fin (m + 1)), |ε i| = 1) →
      ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange (m + 1))).prod) ≤ k ^ (m + 1 - 2) * ↑(#A)
ε : Fin (m + 1 + 1) → ℤ
hε : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), |ε i| = 1
hm₀ : m ≠ 0
hε₀ : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), ε i ≠ 0
hA : A.Nonempty
hk : 0 ≤ k
π : {n : ℕ} → (Fin n → ℤ) → Finset G := fun {n} δ => (List.map (fun i => A ^ δ i) (finRange n)).prod
V : Finset G := π ![-ε 1, -ε 0]
W : Finset G := π (tail (tail ε))
⊢ ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange (m + 1 + 1))).prod) ≤ k ^ (m + 1 + 1 - 2) * ↑(#A)

Tactic:
refine le_of_mul_le_mul_left ?_ (by positivity : (0 : ℝ) < #A)

Result:
case succ.succ.inr
G : Type u_1
inst✝¹ : DecidableEq G
inst✝ : Group G
A : Finset G
k : ℝ
m✝ : ℕ
h : ∀ (ε : Fin 3 → ℤ), (∀ (i : Fin 3), |ε i| = 1) → ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange 3)).prod) ≤ k * ↑(#A)
m : ℕ
hm : 3 ≤ m + 1
ih :
  ∀ (ε : Fin (m + 1) → ℤ),
    (∀ (i : Fin (m + 1)), |ε i| = 1) →
      ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange (m + 1))).prod) ≤ k ^ (m + 1 - 2) * ↑(#A)
ε : Fin (m + 1 + 1) → ℤ
hε : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), |ε i| = 1
hm₀ : m ≠ 0
hε₀ : ∀ (i : Fin (m + 1 + 1)), ε i ≠ 0
hA : A.Nonempty
hk : 0 ≤ k
π : {n : ℕ} → (Fin n → ℤ) → Finset G := fun {n} δ => (List.map (fun i => A ^ δ i) (finRange n)).prod
V : Finset G := π ![-ε 1, -ε 0]
W : Finset G := π (tail (tail ε))
⊢ ↑(#A) * ↑(#(List.map (fun i => A ^ ε i) (finRange (m + 1 + 1))).prod) ≤ ↑(#A) * (k ^ (m + 1 + 1 - 2) * ↑(#A))