-- Mathlib/Data/Set/Card.lean
theorem Finite.exists_injOn_of_encard_le [Nonempty β] {s : Set α} {t : Set β} (hs : s.Finite)
    (hle : s.encard ≤ t.encard) : ∃ (f : α → β), s ⊆ f ⁻¹' t ∧ InjOn f s

Proof state:
case neg
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
hle' : (s \ {a}).encard ≤ (t \ {b}).encard
f₀ : α → β
hinj : InjOn f₀ (s \ {a})
hf₀s : ∀ x ∈ s, ¬x = a → f₀ x ∈ t ∧ ¬f₀ x = b
x : α
hx : x ∈ s
h : ¬x = a
⊢ f₀ x ∈ t

Tactic:
exact (hf₀s x hx h).1

Result:
no goals

Proof state:
case h.refine_2
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
hle' : (s \ {a}).encard ≤ (t \ {b}).encard
f₀ : α → β
hinj : InjOn f₀ (s \ {a})
hf₀s : ∀ x ∈ s, ¬x = a → f₀ x ∈ t ∧ ¬f₀ x = b
⊢ InjOn (Function.update f₀ a b) (s \ {a})

Tactic:
exact InjOn.congr hinj (fun x ⟨_, hxa⟩ ↦ by rwa [Function.update_of_ne])

Result:
no goals

Proof state:
case inr.inl
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
h : s.encard = ⊤
⊢ ∃ f, s ⊆ f ⁻¹' t ∧ InjOn f s

Tactic:
exact (encard_ne_top_iff.mpr hs h).elim

Result:
no goals

Proof state:
case inr.inr.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
⊢ ∃ f, s ⊆ f ⁻¹' t ∧ InjOn f s

Tactic:
have hle' : (s \ {a}).encard ≤ (t \ {b}).encard := by
  rwa [← WithTop.add_le_add_iff_right WithTop.one_ne_top,
  encard_diff_singleton_add_one has, encard_diff_singleton_add_one hbt]

Result:
case inr.inr.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
hle' : (s \ {a}).encard ≤ (t \ {b}).encard
⊢ ∃ f, s ⊆ f ⁻¹' t ∧ InjOn f s

Proof state:
case h.refine_1
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
hle' : (s \ {a}).encard ≤ (t \ {b}).encard
f₀ : α → β
hinj : InjOn f₀ (s \ {a})
hf₀s : ∀ x ∈ s, ¬x = a → f₀ x ∈ t ∧ ¬f₀ x = b
x : α
hx : x ∈ s
⊢ (if x = a then b else f₀ x) ∈ t

Tactic:
split_ifs with h

Result:
case pos
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
hle' : (s \ {a}).encard ≤ (t \ {b}).encard
f₀ : α → β
hinj : InjOn f₀ (s \ {a})
hf₀s : ∀ x ∈ s, ¬x = a → f₀ x ∈ t ∧ ¬f₀ x = b
x : α
hx : x ∈ s
h : x = a
⊢ b ∈ t

case neg
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
hle' : (s \ {a}).encard ≤ (t \ {b}).encard
f₀ : α → β
hinj : InjOn f₀ (s \ {a})
hf₀s : ∀ x ∈ s, ¬x = a → f₀ x ∈ t ∧ ¬f₀ x = b
x : α
hx : x ∈ s
h : ¬x = a
⊢ f₀ x ∈ t

Proof state:
case h
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
hle' : (s \ {a}).encard ≤ (t \ {b}).encard
f₀ : α → β
hinj : InjOn f₀ (s \ {a})
hf₀s : ∀ x ∈ s, ¬x = a → f₀ x ∈ t ∧ ¬f₀ x = b
⊢ insert a (s \ {a}) ⊆ Function.update f₀ a b ⁻¹' t ∧
    InjOn (Function.update f₀ a b) (s \ {a}) ∧ Function.update f₀ a b a ∉ Function.update f₀ a b '' (s \ {a})

Tactic:
simp only [mem_diff, mem_singleton_iff, not_true, and_false, insert_diff_singleton, subset_def,
  mem_insert_iff, mem_preimage, ne_eq, Function.update_apply, forall_eq_or_imp, ite_true, and_imp,
  mem_image, ite_eq_left_iff, not_exists, not_and, not_forall, exists_prop, and_iff_right hbt]

Result:
case h
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
hle' : (s \ {a}).encard ≤ (t \ {b}).encard
f₀ : α → β
hinj : InjOn f₀ (s \ {a})
hf₀s : ∀ x ∈ s, ¬x = a → f₀ x ∈ t ∧ ¬f₀ x = b
⊢ (∀ a_1 ∈ s, (if a_1 = a then b else f₀ a_1) ∈ t) ∧
    InjOn (Function.update f₀ a b) (s \ {a}) ∧ ∀ x ∈ s, ¬x = a → ¬x = a ∧ ¬f₀ x = b

Proof state:
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
hle' : (s \ {a}).encard ≤ (t \ {b}).encard
f₀ : α → β
hinj : InjOn f₀ (s \ {a})
hf₀s : ∀ x ∈ s, ¬x = a → f₀ x ∈ t ∧ ¬f₀ x = b
x : α
x✝ : x ∈ s \ {a}
left✝ : x ∈ s
hxa : x ∉ {a}
⊢ f₀ x = Function.update f₀ a b x

Tactic:
rwa [Function.update_of_ne]

Result:
no goals

Proof state:
case inl
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
t : Set β
hs : ∅.Finite
hle : ∅.encard ≤ t.encard
⊢ ∃ f, ∅ ⊆ f ⁻¹' t ∧ InjOn f ∅

Tactic:
simp

Result:
no goals

Proof state:
case h.refine_1
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
hle' : (s \ {a}).encard ≤ (t \ {b}).encard
f₀ : α → β
hinj : InjOn f₀ (s \ {a})
hf₀s : ∀ x ∈ s, ¬x = a → f₀ x ∈ t ∧ ¬f₀ x = b
⊢ ∀ a_1 ∈ s, (if a_1 = a then b else f₀ a_1) ∈ t

Tactic:
rintro x hx

Result:
case h.refine_1
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
hle' : (s \ {a}).encard ≤ (t \ {b}).encard
f₀ : α → β
hinj : InjOn f₀ (s \ {a})
hf₀s : ∀ x ∈ s, ¬x = a → f₀ x ∈ t ∧ ¬f₀ x = b
x : α
hx : x ∈ s
⊢ (if x = a then b else f₀ x) ∈ t

Proof state:
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
⊢ (s \ {a}).encard ≤ (t \ {b}).encard

Tactic:
rwa [← WithTop.add_le_add_iff_right WithTop.one_ne_top,
encard_diff_singleton_add_one has, encard_diff_singleton_add_one hbt]

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
⊢ ∃ f, s ⊆ f ⁻¹' t ∧ InjOn f s

Tactic:
obtain (rfl | h | ⟨a, has, -⟩) := s.eq_empty_or_encard_eq_top_or_encard_diff_singleton_lt

Result:
case inl
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
t : Set β
hs : ∅.Finite
hle : ∅.encard ≤ t.encard
⊢ ∃ f, ∅ ⊆ f ⁻¹' t ∧ InjOn f ∅

case inr.inl
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
h : s.encard = ⊤
⊢ ∃ f, s ⊆ f ⁻¹' t ∧ InjOn f s

case inr.inr.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
⊢ ∃ f, s ⊆ f ⁻¹' t ∧ InjOn f s

Proof state:
case pos
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
hle' : (s \ {a}).encard ≤ (t \ {b}).encard
f₀ : α → β
hinj : InjOn f₀ (s \ {a})
hf₀s : ∀ x ∈ s, ¬x = a → f₀ x ∈ t ∧ ¬f₀ x = b
x : α
hx : x ∈ s
h : x = a
⊢ b ∈ t

Tactic:
assumption

Result:
no goals

Proof state:
case inr.inr.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
⊢ ∃ f, s ⊆ f ⁻¹' t ∧ InjOn f s

Tactic:
obtain ⟨b, hbt⟩ := encard_pos.1 ((encard_pos.2 ⟨_, has⟩).trans_le hle)

Result:
case inr.inr.intro.intro.intro
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝ : Nonempty β
s : Set α
t : Set β
hs : s.Finite
hle : s.encard ≤ t.encard
a : α
has : a ∈ s
b : β
hbt : b ∈ t
⊢ ∃ f, s ⊆ f ⁻¹' t ∧ InjOn f s