-- Mathlib/Data/Nat/Squarefree.lean
theorem minSqFacAux_has_prop {n : ℕ} (k) (n0 : 0 < n) (i) (e : k = 2 * i + 3)
    (ih : ∀ m, Prime m → m ∣ n → k ≤ m) : MinSqFacProp n (minSqFacAux n k)

Proof state:
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
n' : ℕ
nd' : n' ∣ n
nk : ¬k ∣ n'
hn' : n' ≤ n
this : n'.sqrt - k < n.sqrt + 2 - k
⊢ k + 2 = 2 * (i + 1) + 3

Tactic:
simp [e, left_distrib]

Result:
no goals

Proof state:
case inl
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
n' : ℕ
nd' : n' ∣ n
nk : ¬k ∣ n'
hn' : n' ≤ n
this : n'.sqrt - k < n.sqrt + 2 - k
m2 : Prime k
d : k ∣ n'
⊢ k + 2 ≤ k

Tactic:
contradiction

Result:
no goals

Proof state:
case neg
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
pk : k ∣ n → Prime k
dk : k ∣ n
dkk : ¬k ∣ n / k
IH : (n / k).MinSqFacProp ((n / k).minSqFacAux (k + 2))
⊢ n.MinSqFacProp ((n / k).minSqFacAux (k + 2))

Tactic:
exact minSqFacProp_div _ (pk dk) dk (mt (Nat.dvd_div_iff_mul_dvd dk).2 dkk) IH

Result:
no goals

Proof state:
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
⊢ 2 ≤ k

Tactic:
omega

Result:
no goals

Proof state:
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
IH : ∀ (n' : ℕ), n' ∣ n → ¬k ∣ n' → n'.MinSqFacProp (n'.minSqFacAux (k + 2))
dk : k ∣ n
⊢ k ≤ k.minFac

Tactic:
exact ih _ (minFac_prime (ne_of_gt k2)) (dvd_trans (minFac_dvd _) dk)

Result:
no goals

Proof state:
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
IH : ∀ (n' : ℕ), n' ∣ n → ¬k ∣ n' → n'.MinSqFacProp (n'.minSqFacAux (k + 2))
⊢ k ∣ n → Prime k

Tactic:
refine fun dk => prime_def_minFac.2 ⟨k2, le_antisymm (minFac_le k0) ?_⟩

Result:
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
IH : ∀ (n' : ℕ), n' ∣ n → ¬k ∣ n' → n'.MinSqFacProp (n'.minSqFacAux (k + 2))
dk : k ∣ n
⊢ k ≤ k.minFac

Proof state:
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
n' : ℕ
nd' : n' ∣ n
nk : ¬k ∣ n'
hn' : n' ≤ n
⊢ n'.MinSqFacProp (n'.minSqFacAux (k + 2))

Tactic:
refine
  have : Nat.sqrt n' - k < Nat.sqrt n + 2 - k :=
    lt_of_le_of_lt (Nat.sub_le_sub_right (Nat.sqrt_le_sqrt hn') _) (Nat.minFac_lemma n k h)
  @minSqFacAux_has_prop n' (k + 2) (pos_of_dvd_of_pos nd' n0) (i + 1)
    (by simp [e, left_distrib]) fun m m2 d => ?_

Result:
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
n' : ℕ
nd' : n' ∣ n
nk : ¬k ∣ n'
hn' : n' ≤ n
this : n'.sqrt - k < n.sqrt + 2 - k
m : ℕ
m2 : Prime m
d : m ∣ n'
⊢ k + 2 ≤ m

Proof state:
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
n' : ℕ
nd' : n' ∣ n
nk : ¬k ∣ n'
hn' : n' ≤ n
this : n'.sqrt - k < n.sqrt + 2 - k
m : ℕ
m2 : Prime m
d : m ∣ n'
⊢ k + 2 ≤ m

Tactic:
rcases Nat.eq_or_lt_of_le (ih m m2 (dvd_trans d nd')) with me | ml

Result:
case inl
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
n' : ℕ
nd' : n' ∣ n
nk : ¬k ∣ n'
hn' : n' ≤ n
this : n'.sqrt - k < n.sqrt + 2 - k
m : ℕ
m2 : Prime m
d : m ∣ n'
me : k = m
⊢ k + 2 ≤ m

case inr
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
n' : ℕ
nd' : n' ∣ n
nk : ¬k ∣ n'
hn' : n' ≤ n
this : n'.sqrt - k < n.sqrt + 2 - k
m : ℕ
m2 : Prime m
d : m ∣ n'
ml : k < m
⊢ k + 2 ≤ m

Proof state:
case neg
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
IH : ∀ (n' : ℕ), n' ∣ n → ¬k ∣ n' → n'.MinSqFacProp (n'.minSqFacAux (k + 2))
⊢ n.MinSqFacProp (if k ∣ n then if k ∣ n / k then some k else (n / k).minSqFacAux (k + 2) else n.minSqFacAux (k + 2))

Tactic:
have pk : k ∣ n → Prime k := by
  refine fun dk => prime_def_minFac.2 ⟨k2, le_antisymm (minFac_le k0) ?_⟩
  exact ih _ (minFac_prime (ne_of_gt k2)) (dvd_trans (minFac_dvd _) dk)

Result:
case neg
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
IH : ∀ (n' : ℕ), n' ∣ n → ¬k ∣ n' → n'.MinSqFacProp (n'.minSqFacAux (k + 2))
pk : k ∣ n → Prime k
⊢ n.MinSqFacProp (if k ∣ n then if k ∣ n / k then some k else (n / k).minSqFacAux (k + 2) else n.minSqFacAux (k + 2))

Proof state:
case neg
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
IH : ∀ (n' : ℕ), n' ∣ n → ¬k ∣ n' → n'.MinSqFacProp (n'.minSqFacAux (k + 2))
pk : k ∣ n → Prime k
⊢ n.MinSqFacProp (if k ∣ n then if k ∣ n / k then some k else (n / k).minSqFacAux (k + 2) else n.minSqFacAux (k + 2))

Tactic:
split_ifs with dk dkk

Result:
case pos
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
IH : ∀ (n' : ℕ), n' ∣ n → ¬k ∣ n' → n'.MinSqFacProp (n'.minSqFacAux (k + 2))
pk : k ∣ n → Prime k
dk : k ∣ n
dkk : k ∣ n / k
⊢ n.MinSqFacProp (some k)

case neg
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
IH : ∀ (n' : ℕ), n' ∣ n → ¬k ∣ n' → n'.MinSqFacProp (n'.minSqFacAux (k + 2))
pk : k ∣ n → Prime k
dk : k ∣ n
dkk : ¬k ∣ n / k
⊢ n.MinSqFacProp ((n / k).minSqFacAux (k + 2))

case neg
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
IH : ∀ (n' : ℕ), n' ∣ n → ¬k ∣ n' → n'.MinSqFacProp (n'.minSqFacAux (k + 2))
pk : k ∣ n → Prime k
dk : ¬k ∣ n
⊢ n.MinSqFacProp (n.minSqFacAux (k + 2))

Proof state:
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
⊢ ∀ (n' : ℕ), n' ∣ n → ¬k ∣ n' → n'.MinSqFacProp (n'.minSqFacAux (k + 2))

Tactic:
intro n' nd' nk

Result:
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
n' : ℕ
nd' : n' ∣ n
nk : ¬k ∣ n'
⊢ n'.MinSqFacProp (n'.minSqFacAux (k + 2))

Proof state:
case inr
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
n' : ℕ
nd' : n' ∣ n
nk : ¬k ∣ n'
hn' : n' ≤ n
this : n'.sqrt - k < n.sqrt + 2 - k
m : ℕ
m2 : Prime m
ml : k < m
me : k.succ = m
d : 2 * (i + 2) ∣ n'
⊢ False

Tactic:
have := ih _ prime_two (dvd_trans (dvd_of_mul_right_dvd d) nd')

Result:
case inr
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
n' : ℕ
nd' : n' ∣ n
nk : ¬k ∣ n'
hn' : n' ≤ n
this✝ : n'.sqrt - k < n.sqrt + 2 - k
m : ℕ
m2 : Prime m
ml : k < m
me : k.succ = m
d : 2 * (i + 2) ∣ n'
this : k ≤ 2
⊢ False

Proof state:
case inr
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
n' : ℕ
nd' : n' ∣ n
nk : ¬k ∣ n'
hn' : n' ≤ n
this : n'.sqrt - k < n.sqrt + 2 - k
m : ℕ
m2 : Prime m
d : m ∣ n'
ml : k < m
⊢ ¬k.succ = m

Tactic:
intro me

Result:
case inr
n k : ℕ
n0 : 0 < n
i : ℕ
e : k = 2 * i + 3
ih : ∀ (m : ℕ), Prime m → m ∣ n → k ≤ m
h : ¬n < k * k
k2 : 2 ≤ k
k0 : 0 < k
n' : ℕ
nd' : n' ∣ n
nk : ¬k ∣ n'
hn' : n' ≤ n
this : n'.sqrt - k < n.sqrt + 2 - k
m : ℕ
m2 : Prime m
d : m ∣ n'
ml : k < m
me : k.succ = m
⊢ False