-- Mathlib/MeasureTheory/Integral/RieszMarkovKakutani/Basic.lean
lemma exists_continuous_add_one_of_isCompact_nnreal
    {s₀ s₁ : Set X} {t : Set X} (s₀_compact : IsCompact s₀) (s₁_compact : IsCompact s₁)
    (t_compact : IsCompact t) (disj : Disjoint s₀ s₁) (hst : s₀ ∪ s₁ ⊆ t) :
    ∃ (f₀ f₁ : C_c(X, ℝ≥0)), EqOn f₀ 1 s₀ ∧ EqOn f₁ 1 s₁ ∧ EqOn (f₀ + f₁) 1 t

Proof state:
case h
X : Type u_1
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
s₀ s₁ t : Set X
s₀_compact : IsCompact s₀
s₁_compact : IsCompact s₁
t_compact : IsCompact t
disj : Disjoint s₀ s₁
hst : s₀ ∪ s₁ ⊆ t
so : Fin 2 → Set X := fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
hso : so = fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
soopen : ∀ (j : Fin 2), IsOpen (so j)
hsot : t ⊆ ⋃ j, so j
f : Fin 2 → C(X, ℝ)
f_supp_in_so : ∀ (i : Fin 2), tsupport ⇑(f i) ⊆ so i
sum_f_one_on_t : EqOn (∑ i : Fin 2, ⇑(f i)) 1 t
f_in_icc : ∀ (i : Fin 2) (x : X), (f i) x ∈ Icc 0 1
f_hcs : ∀ (i : Fin 2), HasCompactSupport ⇑(f i)
sum_one_x : ∀ x ∈ t, (f 0) x + (f 1) x = 1
x : X
hx : x ∈ s₀
this : s₀ ⊆ (tsupport ⇑(f 0))ᶜ
⊢ x ∈ (support ⇑(f 0))ᶜ

Tactic:
exact mem_of_subset_of_mem (subset_trans this (compl_subset_compl_of_subset subset_closure))
  hx

Result:
no goals

Proof state:
case h.refine_3
X : Type u_1
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
s₀ s₁ t : Set X
s₀_compact : IsCompact s₀
s₁_compact : IsCompact s₁
t_compact : IsCompact t
disj : Disjoint s₀ s₁
hst : s₀ ∪ s₁ ⊆ t
so : Fin 2 → Set X := fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
hso : so = fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
soopen : ∀ (j : Fin 2), IsOpen (so j)
hsot : t ⊆ ⋃ j, so j
f : Fin 2 → C(X, ℝ)
f_supp_in_so : ∀ (i : Fin 2), tsupport ⇑(f i) ⊆ so i
sum_f_one_on_t : EqOn (∑ i : Fin 2, ⇑(f i)) 1 t
f_in_icc : ∀ (i : Fin 2) (x : X), (f i) x ∈ Icc 0 1
f_hcs : ∀ (i : Fin 2), HasCompactSupport ⇑(f i)
sum_one_x : ∀ x ∈ t, (f 0) x + (f 1) x = 1
x : X
hx : x ∈ t
⊢ ((f 0) x + (f 1) x).toNNReal = 1

Tactic:
simp only [Fin.isValue, Real.toNNReal_eq_one]

Result:
case h.refine_3
X : Type u_1
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
s₀ s₁ t : Set X
s₀_compact : IsCompact s₀
s₁_compact : IsCompact s₁
t_compact : IsCompact t
disj : Disjoint s₀ s₁
hst : s₀ ∪ s₁ ⊆ t
so : Fin 2 → Set X := fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
hso : so = fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
soopen : ∀ (j : Fin 2), IsOpen (so j)
hsot : t ⊆ ⋃ j, so j
f : Fin 2 → C(X, ℝ)
f_supp_in_so : ∀ (i : Fin 2), tsupport ⇑(f i) ⊆ so i
sum_f_one_on_t : EqOn (∑ i : Fin 2, ⇑(f i)) 1 t
f_in_icc : ∀ (i : Fin 2) (x : X), (f i) x ∈ Icc 0 1
f_hcs : ∀ (i : Fin 2), HasCompactSupport ⇑(f i)
sum_one_x : ∀ x ∈ t, (f 0) x + (f 1) x = 1
x : X
hx : x ∈ t
⊢ (f 0) x + (f 1) x = 1

Proof state:
X : Type u_1
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
s₀ s₁ t : Set X
s₀_compact : IsCompact s₀
s₁_compact : IsCompact s₁
t_compact : IsCompact t
disj : Disjoint s₀ s₁
hst : s₀ ∪ s₁ ⊆ t
so : Fin 2 → Set X := fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
hso : so = fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
soopen : ∀ (j : Fin 2), IsOpen (so j)
hsot : t ⊆ ⋃ j, so j
⊢ ∃ f₀ f₁, EqOn (⇑f₀) 1 s₀ ∧ EqOn (⇑f₁) 1 s₁ ∧ EqOn (⇑(f₀ + f₁)) 1 t

Tactic:
obtain ⟨f, f_supp_in_so, sum_f_one_on_t, f_in_icc, f_hcs⟩ :=
  exists_continuous_sum_one_of_isOpen_isCompact soopen t_compact hsot

Result:
case intro.intro.intro.intro
X : Type u_1
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
s₀ s₁ t : Set X
s₀_compact : IsCompact s₀
s₁_compact : IsCompact s₁
t_compact : IsCompact t
disj : Disjoint s₀ s₁
hst : s₀ ∪ s₁ ⊆ t
so : Fin 2 → Set X := fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
hso : so = fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
soopen : ∀ (j : Fin 2), IsOpen (so j)
hsot : t ⊆ ⋃ j, so j
f : Fin 2 → C(X, ℝ)
f_supp_in_so : ∀ (i : Fin 2), tsupport ⇑(f i) ⊆ so i
sum_f_one_on_t : EqOn (∑ i : Fin 2, ⇑(f i)) 1 t
f_in_icc : ∀ (i : Fin 2) (x : X), (f i) x ∈ Icc 0 1
f_hcs : ∀ (i : Fin 2), HasCompactSupport ⇑(f i)
⊢ ∃ f₀ f₁, EqOn (⇑f₀) 1 s₀ ∧ EqOn (⇑f₁) 1 s₁ ∧ EqOn (⇑(f₀ + f₁)) 1 t

Proof state:
X : Type u_1
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
s₀ s₁ t : Set X
s₀_compact : IsCompact s₀
s₁_compact : IsCompact s₁
t_compact : IsCompact t
disj : Disjoint s₀ s₁
hst : s₀ ∪ s₁ ⊆ t
so : Fin 2 → Set X := fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
hso : so = fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
soopen : ∀ (j : Fin 2), IsOpen (so j)
⊢ t ⊆ ⋃ j, if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ

Tactic:
intro x hx

Result:
X : Type u_1
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
s₀ s₁ t : Set X
s₀_compact : IsCompact s₀
s₁_compact : IsCompact s₁
t_compact : IsCompact t
disj : Disjoint s₀ s₁
hst : s₀ ∪ s₁ ⊆ t
so : Fin 2 → Set X := fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
hso : so = fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
soopen : ∀ (j : Fin 2), IsOpen (so j)
x : X
hx : x ∈ t
⊢ x ∈ ⋃ j, if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ

Proof state:
X : Type u_1
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
s₀ s₁ t : Set X
s₀_compact : IsCompact s₀
s₁_compact : IsCompact s₁
t_compact : IsCompact t
disj : Disjoint s₀ s₁
hst : s₀ ∪ s₁ ⊆ t
so : Fin 2 → Set X := fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
hso : so = fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
soopen : ∀ (j : Fin 2), IsOpen (so j)
x : X
hx : x ∈ t
⊢ x ∈ ⋃ j, if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ

Tactic:
rw [mem_iUnion]

Result:
X : Type u_1
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
s₀ s₁ t : Set X
s₀_compact : IsCompact s₀
s₁_compact : IsCompact s₁
t_compact : IsCompact t
disj : Disjoint s₀ s₁
hst : s₀ ∪ s₁ ⊆ t
so : Fin 2 → Set X := fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
hso : so = fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
soopen : ∀ (j : Fin 2), IsOpen (so j)
x : X
hx : x ∈ t
⊢ ∃ i, x ∈ if i = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ

Proof state:
X : Type u_1
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
s₀ s₁ t : Set X
s₀_compact : IsCompact s₀
s₁_compact : IsCompact s₁
t_compact : IsCompact t
disj : s₀ᶜ ∪ s₁ᶜ = univ
hst : s₀ ∪ s₁ ⊆ t
so : Fin 2 → Set X := fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
hso : so = fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
soopen : ∀ (j : Fin 2), IsOpen (so j)
x : X
hx : x ∈ t
h : x ∈ s₀ᶜ ∨ x ∈ s₁ᶜ
⊢ ∃ i, x ∈ if i = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ

Tactic:
apply Or.elim h

Result:
case left
X : Type u_1
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
s₀ s₁ t : Set X
s₀_compact : IsCompact s₀
s₁_compact : IsCompact s₁
t_compact : IsCompact t
disj : s₀ᶜ ∪ s₁ᶜ = univ
hst : s₀ ∪ s₁ ⊆ t
so : Fin 2 → Set X := fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
hso : so = fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
soopen : ∀ (j : Fin 2), IsOpen (so j)
x : X
hx : x ∈ t
h : x ∈ s₀ᶜ ∨ x ∈ s₁ᶜ
⊢ x ∈ s₀ᶜ → ∃ i, x ∈ if i = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ

case right
X : Type u_1
inst✝² : TopologicalSpace X
inst✝¹ : T2Space X
inst✝ : LocallyCompactSpace X
s₀ s₁ t : Set X
s₀_compact : IsCompact s₀
s₁_compact : IsCompact s₁
t_compact : IsCompact t
disj : s₀ᶜ ∪ s₁ᶜ = univ
hst : s₀ ∪ s₁ ⊆ t
so : Fin 2 → Set X := fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
hso : so = fun j => if j = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ
soopen : ∀ (j : Fin 2), IsOpen (so j)
x : X
hx : x ∈ t
h : x ∈ s₀ᶜ ∨ x ∈ s₁ᶜ
⊢ x ∈ s₁ᶜ → ∃ i, x ∈ if i = 0 then s₀ᶜ else s₁ᶜ