-- Mathlib/Topology/Metrizable/Uniformity.lean
theorem UniformSpace.metrizable_uniformity (X : Type*) [UniformSpace X]
    [IsCountablyGenerated (𝓤 X)] : ∃ I : PseudoMetricSpace X, I.toUniformSpace = ‹_›

Proof state:
case intro.intro.intro.refine_2
X : Type u_2
inst✝¹ : UniformSpace X
inst✝ : (𝓤 X).IsCountablyGenerated
U : ℕ → Set (X × X)
hU_symm : ∀ (n : ℕ), SymmetricRel (U n)
hU_comp : ∀ ⦃m n : ℕ⦄, m < n → U n ○ (U n ○ U n) ⊆ U m
hB : (𝓤 X).HasAntitoneBasis U
d : X → X → ℝ≥0 := fun x y => if h : ∃ n, (x, y) ∉ U n then (1 / 2) ^ Nat.find h else 0
hd₀ : ∀ {x y : X}, d x y = 0 ↔ Inseparable x y
hd_symm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hr : ↑0 < ↑(1 / 2) ∧ ↑(1 / 2) < ↑1
I : PseudoMetricSpace X := PseudoMetricSpace.ofPreNNDist d ⋯ hd_symm
hdist_le : ∀ (x y : X), dist x y ≤ ↑(d x y)
hle_d : ∀ {x y : X} {n : ℕ}, (1 / 2) ^ n ≤ d x y ↔ (x, y) ∉ U n
hd_le : ∀ (x y : X), ↑(d x y) ≤ 2 * dist x y
n : ℕ
x✝ : True
x : X × X
hx : x ∈ {p | dist p.1 p.2 < ↑(1 / 2) ^ (n + 1)}
⊢ x ∈ U n

Tactic:
rw [mem_setOf_eq] at hx

Result:
case intro.intro.intro.refine_2
X : Type u_2
inst✝¹ : UniformSpace X
inst✝ : (𝓤 X).IsCountablyGenerated
U : ℕ → Set (X × X)
hU_symm : ∀ (n : ℕ), SymmetricRel (U n)
hU_comp : ∀ ⦃m n : ℕ⦄, m < n → U n ○ (U n ○ U n) ⊆ U m
hB : (𝓤 X).HasAntitoneBasis U
d : X → X → ℝ≥0 := fun x y => if h : ∃ n, (x, y) ∉ U n then (1 / 2) ^ Nat.find h else 0
hd₀ : ∀ {x y : X}, d x y = 0 ↔ Inseparable x y
hd_symm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hr : ↑0 < ↑(1 / 2) ∧ ↑(1 / 2) < ↑1
I : PseudoMetricSpace X := PseudoMetricSpace.ofPreNNDist d ⋯ hd_symm
hdist_le : ∀ (x y : X), dist x y ≤ ↑(d x y)
hle_d : ∀ {x y : X} {n : ℕ}, (1 / 2) ^ n ≤ d x y ↔ (x, y) ∉ U n
hd_le : ∀ (x y : X), ↑(d x y) ≤ 2 * dist x y
n : ℕ
x✝ : True
x : X × X
hx : dist x.1 x.2 < ↑(1 / 2) ^ (n + 1)
⊢ x ∈ U n

Proof state:
case neg
X : Type u_2
inst✝¹ : UniformSpace X
inst✝ : (𝓤 X).IsCountablyGenerated
U : ℕ → Set (X × X)
hU_symm : ∀ (n : ℕ), SymmetricRel (U n)
hU_comp : ∀ ⦃m n : ℕ⦄, m < n → U n ○ (U n ○ U n) ⊆ U m
hB : (𝓤 X).HasAntitoneBasis U
d : X → X → ℝ≥0 := fun x y => if h : ∃ n, (x, y) ∉ U n then (1 / 2) ^ Nat.find h else 0
hd₀ : ∀ {x y : X}, d x y = 0 ↔ Inseparable x y
hd_symm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hr : 1 / 2 ∈ Ioo 0 1
I : PseudoMetricSpace X := PseudoMetricSpace.ofPreNNDist d ⋯ hd_symm
hdist_le : ∀ (x y : X), dist x y ≤ ↑(d x y)
x y : X
n : ℕ
h : ¬∃ n, (x, y) ∉ U n
⊢ (1 / 2) ^ n ≤ 0 ↔ (x, y) ∉ U n

Tactic:
push_neg at h

Result:
case neg
X : Type u_2
inst✝¹ : UniformSpace X
inst✝ : (𝓤 X).IsCountablyGenerated
U : ℕ → Set (X × X)
hU_symm : ∀ (n : ℕ), SymmetricRel (U n)
hU_comp : ∀ ⦃m n : ℕ⦄, m < n → U n ○ (U n ○ U n) ⊆ U m
hB : (𝓤 X).HasAntitoneBasis U
d : X → X → ℝ≥0 := fun x y => if h : ∃ n, (x, y) ∉ U n then (1 / 2) ^ Nat.find h else 0
hd₀ : ∀ {x y : X}, d x y = 0 ↔ Inseparable x y
hd_symm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hr : 1 / 2 ∈ Ioo 0 1
I : PseudoMetricSpace X := PseudoMetricSpace.ofPreNNDist d ⋯ hd_symm
hdist_le : ∀ (x y : X), dist x y ≤ ↑(d x y)
x y : X
n : ℕ
h : ∀ (n : ℕ), (x, y) ∈ U n
⊢ (1 / 2) ^ n ≤ 0 ↔ (x, y) ∉ U n

Proof state:
case intro.intro.intro
X : Type u_2
inst✝¹ : UniformSpace X
inst✝ : (𝓤 X).IsCountablyGenerated
U : ℕ → Set (X × X)
hU_symm : ∀ (n : ℕ), SymmetricRel (U n)
hU_comp : ∀ ⦃m n : ℕ⦄, m < n → U n ○ (U n ○ U n) ⊆ U m
hB : (𝓤 X).HasAntitoneBasis U
⊢ ∃ I, PseudoMetricSpace.toUniformSpace = inst✝¹

Tactic:
set d : X → X → ℝ≥0 := fun x y => if h : ∃ n, (x, y) ∉ U n then (1 / 2) ^ Nat.find h else 0

Result:
case intro.intro.intro
X : Type u_2
inst✝¹ : UniformSpace X
inst✝ : (𝓤 X).IsCountablyGenerated
U : ℕ → Set (X × X)
hU_symm : ∀ (n : ℕ), SymmetricRel (U n)
hU_comp : ∀ ⦃m n : ℕ⦄, m < n → U n ○ (U n ○ U n) ⊆ U m
hB : (𝓤 X).HasAntitoneBasis U
d : X → X → ℝ≥0 := fun x y => if h : ∃ n, (x, y) ∉ U n then (1 / 2) ^ Nat.find h else 0
⊢ ∃ I, PseudoMetricSpace.toUniformSpace = inst✝¹

Proof state:
case intro.intro.intro.refine_2
X : Type u_2
inst✝¹ : UniformSpace X
inst✝ : (𝓤 X).IsCountablyGenerated
U : ℕ → Set (X × X)
hU_symm : ∀ (n : ℕ), SymmetricRel (U n)
hU_comp : ∀ ⦃m n : ℕ⦄, m < n → U n ○ (U n ○ U n) ⊆ U m
hB : (𝓤 X).HasAntitoneBasis U
d : X → X → ℝ≥0 := fun x y => if h : ∃ n, (x, y) ∉ U n then (1 / 2) ^ Nat.find h else 0
hd₀ : ∀ {x y : X}, d x y = 0 ↔ Inseparable x y
hd_symm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hr : ↑0 < ↑(1 / 2) ∧ ↑(1 / 2) < ↑1
I : PseudoMetricSpace X := PseudoMetricSpace.ofPreNNDist d ⋯ hd_symm
hdist_le : ∀ (x y : X), dist x y ≤ ↑(d x y)
hle_d : ∀ {x y : X} {n : ℕ}, (1 / 2) ^ n ≤ d x y ↔ (x, y) ∉ U n
hd_le : ∀ (x y : X), ↑(d x y) ≤ 2 * dist x y
n : ℕ
x✝ : True
x : X × X
hx : dist x.1 x.2 < ↑(1 / 2) ^ (n + 1)
⊢ x ∈ U n

Tactic:
contrapose! hx

Result:
case intro.intro.intro.refine_2
X : Type u_2
inst✝¹ : UniformSpace X
inst✝ : (𝓤 X).IsCountablyGenerated
U : ℕ → Set (X × X)
hU_symm : ∀ (n : ℕ), SymmetricRel (U n)
hU_comp : ∀ ⦃m n : ℕ⦄, m < n → U n ○ (U n ○ U n) ⊆ U m
hB : (𝓤 X).HasAntitoneBasis U
d : X → X → ℝ≥0 := fun x y => if h : ∃ n, (x, y) ∉ U n then (1 / 2) ^ Nat.find h else 0
hd₀ : ∀ {x y : X}, d x y = 0 ↔ Inseparable x y
hd_symm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hr : ↑0 < ↑(1 / 2) ∧ ↑(1 / 2) < ↑1
I : PseudoMetricSpace X := PseudoMetricSpace.ofPreNNDist d ⋯ hd_symm
hdist_le : ∀ (x y : X), dist x y ≤ ↑(d x y)
hle_d : ∀ {x y : X} {n : ℕ}, (1 / 2) ^ n ≤ d x y ↔ (x, y) ∉ U n
hd_le : ∀ (x y : X), ↑(d x y) ≤ 2 * dist x y
n : ℕ
x✝ : True
x : X × X
hx : x ∉ U n
⊢ ↑(1 / 2) ^ (n + 1) ≤ dist x.1 x.2

Proof state:
case intro.intro.intro
X : Type u_2
inst✝¹ : UniformSpace X
inst✝ : (𝓤 X).IsCountablyGenerated
U : ℕ → Set (X × X)
hU_symm : ∀ (n : ℕ), SymmetricRel (U n)
hU_comp : ∀ ⦃m n : ℕ⦄, m < n → U n ○ (U n ○ U n) ⊆ U m
hB : (𝓤 X).HasAntitoneBasis U
d : X → X → ℝ≥0 := fun x y => if h : ∃ n, (x, y) ∉ U n then (1 / 2) ^ Nat.find h else 0
hd₀ : ∀ {x y : X}, d x y = 0 ↔ Inseparable x y
hd_symm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hr : 1 / 2 ∈ Ioo 0 1
⊢ ∃ I, PseudoMetricSpace.toUniformSpace = inst✝¹

Tactic:
letI I := PseudoMetricSpace.ofPreNNDist d (fun x => hd₀.2 rfl) hd_symm

Result:
case intro.intro.intro
X : Type u_2
inst✝¹ : UniformSpace X
inst✝ : (𝓤 X).IsCountablyGenerated
U : ℕ → Set (X × X)
hU_symm : ∀ (n : ℕ), SymmetricRel (U n)
hU_comp : ∀ ⦃m n : ℕ⦄, m < n → U n ○ (U n ○ U n) ⊆ U m
hB : (𝓤 X).HasAntitoneBasis U
d : X → X → ℝ≥0 := fun x y => if h : ∃ n, (x, y) ∉ U n then (1 / 2) ^ Nat.find h else 0
hd₀ : ∀ {x y : X}, d x y = 0 ↔ Inseparable x y
hd_symm : ∀ (x y : X), d x y = d y x
hr : 1 / 2 ∈ Ioo 0 1
I : PseudoMetricSpace X := PseudoMetricSpace.ofPreNNDist d ⋯ hd_symm
⊢ ∃ I, PseudoMetricSpace.toUniformSpace = inst✝¹