-- Mathlib/Combinatorics/SimpleGraph/Regularity/Chunk.lean
theorem eps_le_card_star_div [Nonempty α] (hPα : #P.parts * 16 ^ #P.parts ≤ card α)
    (hPε : ↑100 ≤ ↑4 ^ #P.parts * ε ^ 5) (hε₁ : ε ≤ 1) (hU : U ∈ P.parts) (hV : V ∈ P.parts)
    (hUV : U ≠ V) (hunif : ¬G.IsUniform ε U V) :
    ↑4 / ↑5 * ε ≤ #(star hP G ε hU V) / ↑4 ^ #P.parts

Proof state:
case h₁.h₂.h.hba
α : Type u_1
inst✝³ : Fintype α
inst✝² : DecidableEq α
P : Finpartition univ
hP : P.IsEquipartition
G : SimpleGraph α
inst✝¹ : DecidableRel G.Adj
ε : ℝ
U V : Finset α
inst✝ : Nonempty α
hPα : #P.parts * 16 ^ #P.parts ≤ Fintype.card α
hPε : 100 ≤ 4 ^ #P.parts * ε ^ 5
hε₁ : ε ≤ 1
hU : U ∈ P.parts
hV : V ∈ P.parts
hUV : U ≠ V
hunif : ¬G.IsUniform ε U V
hm : 0 ≤ 1 - (↑m)⁻¹
hε : 0 ≤ 1 - ε / 10
hε₀ : 0 < ε
⊢ 9 ≤ ↑m

case h₂
α : Type u_1
inst✝³ : Fintype α
inst✝² : DecidableEq α
P : Finpartition univ
hP : P.IsEquipartition
G : SimpleGraph α
inst✝¹ : DecidableRel G.Adj
ε : ℝ
U V : Finset α
inst✝ : Nonempty α
hPα : #P.parts * 16 ^ #P.parts ≤ Fintype.card α
hPε : 100 ≤ 4 ^ #P.parts * ε ^ 5
hε₁ : ε ≤ 1
hU : U ∈ P.parts
hV : V ∈ P.parts
hUV : U ≠ V
hunif : ¬G.IsUniform ε U V
hm : 0 ≤ 1 - (↑m)⁻¹
hε : 0 ≤ 1 - ε / 10
hε₀ : 0 < ε
⊢ ε ≤ ↑(#(G.nonuniformWitness ε U V)) / ↑(#U)

Tactic:
exacts [mod_cast (show 9 ≤ 100 by norm_num).trans (hundred_le_m hPα hPε hε₁),
  (le_div_iff₀' <| cast_pos.2 (P.nonempty_of_mem_parts hU).card_pos).2 <|
   G.le_card_nonuniformWitness hunif]

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
inst✝³ : Fintype α
inst✝² : DecidableEq α
P : Finpartition univ
hP : P.IsEquipartition
G : SimpleGraph α
inst✝¹ : DecidableRel G.Adj
ε : ℝ
U V : Finset α
inst✝ : Nonempty α
hPα : #P.parts * 16 ^ #P.parts ≤ Fintype.card α
hPε : 100 ≤ 4 ^ #P.parts * ε ^ 5
hε₁ : ε ≤ 1
hU : U ∈ P.parts
hV : V ∈ P.parts
hUV : U ≠ V
hunif : ¬G.IsUniform ε U V
hm : 0 ≤ 1 - (↑m)⁻¹
⊢ 0 ≤ 10

Tactic:
norm_num

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
inst✝³ : Fintype α
inst✝² : DecidableEq α
P : Finpartition univ
hP : P.IsEquipartition
G : SimpleGraph α
inst✝¹ : DecidableRel G.Adj
ε : ℝ
U V : Finset α
inst✝ : Nonempty α
hPα : #P.parts * 16 ^ #P.parts ≤ Fintype.card α
hPε : 100 ≤ 4 ^ #P.parts * ε ^ 5
hε₁ : ε ≤ 1
hU : U ∈ P.parts
hV : V ∈ P.parts
hUV : U ≠ V
hunif : ¬G.IsUniform ε U V
hm : 0 ≤ 1 - (↑m)⁻¹
hε : 0 ≤ 1 - ε / 10
hε₀ : 0 < ε
⊢ ↑(#(star hP G ε hU V)) / 4 ^ #P.parts * ((↑m + 1) * ((1 - (↑m)⁻¹) / ↑m)) ≤ ↑(#(star hP G ε hU V)) / 4 ^ #P.parts

Tactic:
refine mul_le_of_le_one_right (by positivity) ?_

Result:
α : Type u_1
inst✝³ : Fintype α
inst✝² : DecidableEq α
P : Finpartition univ
hP : P.IsEquipartition
G : SimpleGraph α
inst✝¹ : DecidableRel G.Adj
ε : ℝ
U V : Finset α
inst✝ : Nonempty α
hPα : #P.parts * 16 ^ #P.parts ≤ Fintype.card α
hPε : 100 ≤ 4 ^ #P.parts * ε ^ 5
hε₁ : ε ≤ 1
hU : U ∈ P.parts
hV : V ∈ P.parts
hUV : U ≠ V
hunif : ¬G.IsUniform ε U V
hm : 0 ≤ 1 - (↑m)⁻¹
hε : 0 ≤ 1 - ε / 10
hε₀ : 0 < ε
⊢ (↑m + 1) * ((1 - (↑m)⁻¹) / ↑m) ≤ 1

Proof state:
α : Type u_1
inst✝³ : Fintype α
inst✝² : DecidableEq α
P : Finpartition univ
hP : P.IsEquipartition
G : SimpleGraph α
inst✝¹ : DecidableRel G.Adj
ε : ℝ
U V : Finset α
inst✝ : Nonempty α
hPα : #P.parts * 16 ^ #P.parts ≤ Fintype.card α
hPε : 100 ≤ 4 ^ #P.parts * ε ^ 5
hε₁ : ε ≤ 1
hU : U ∈ P.parts
hV : V ∈ P.parts
hUV : U ≠ V
hunif : ¬G.IsUniform ε U V
hm : 0 ≤ 1 - (↑m)⁻¹
hε : 0 ≤ 1 - ε / 10
hε₀ : 0 < ε
⊢ 4 / 5 * ε ≤ ↑(#(star hP G ε hU V)) / 4 ^ #P.parts

Tactic:
calc
  4 / 5 * ε = (1 - 1 / 10) * (1 - 9⁻¹) * ε := by norm_num
  _ ≤ (1 - ε / 10) * (1 - (↑m)⁻¹) * (#(G.nonuniformWitness ε U V) / #U) := by
      gcongr
      exacts [mod_cast (show 9 ≤ 100 by norm_num).trans (hundred_le_m hPα hPε hε₁),
        (le_div_iff₀' <| cast_pos.2 (P.nonempty_of_mem_parts hU).card_pos).2 <|
         G.le_card_nonuniformWitness hunif]
  _ = (1 - ε / 10) * #(G.nonuniformWitness ε U V) * ((1 - (↑m)⁻¹) / #U) := by
    rw [mul_assoc, mul_assoc, mul_div_left_comm]
  _ ≤ #((star hP G ε hU V).biUnion id) * ((1 - (↑m)⁻¹) / #U) :=
    (mul_le_mul_of_nonneg_right
      (one_sub_eps_mul_card_nonuniformWitness_le_card_star hV hUV hunif hPε hε₁) (by positivity))
  _ ≤ #(star hP G ε hU V) * (m + 1) * ((1 - (↑m)⁻¹) / #U) :=
    (mul_le_mul_of_nonneg_right card_biUnion_star_le_m_add_one_card_star_mul (by positivity))
  _ ≤ #(star hP G ε hU V) * (m + ↑1) * ((↑1 - (↑m)⁻¹) / (↑4 ^ #P.parts * m)) :=
    (mul_le_mul_of_nonneg_left (div_le_div_of_nonneg_left hm (by sz_positivity) <|
      pow_mul_m_le_card_part hP hU) (by positivity))
  _ ≤ #(star hP G ε hU V) / ↑4 ^ #P.parts := by
    rw [mul_assoc, mul_comm ((4 : ℝ) ^ #P.parts), ← div_div, ← mul_div_assoc, ← mul_comm_div]
    refine mul_le_of_le_one_right (by positivity) ?_
    have hm : (0 : ℝ) < m := by sz_positivity
    rw [mul_div_assoc', div_le_one hm, ← one_div, one_sub_div hm.ne', mul_div_assoc',
      div_le_iff₀ hm]
    linarith

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
inst✝³ : Fintype α
inst✝² : DecidableEq α
P : Finpartition univ
hP : P.IsEquipartition
G : SimpleGraph α
inst✝¹ : DecidableRel G.Adj
ε : ℝ
U V : Finset α
inst✝ : Nonempty α
hPα : #P.parts * 16 ^ #P.parts ≤ Fintype.card α
hPε : 100 ≤ 4 ^ #P.parts * ε ^ 5
hε₁ : ε ≤ 1
hU : U ∈ P.parts
hV : V ∈ P.parts
hUV : U ≠ V
hunif : ¬G.IsUniform ε U V
hm : 0 ≤ 1 - (↑m)⁻¹
⊢ 4 / 5 * ε ≤ ↑(#(star hP G ε hU V)) / 4 ^ #P.parts

Tactic:
have hε : 0 ≤ 1 - ε / 10 :=
  sub_nonneg_of_le (div_le_one_of_le₀ (hε₁.trans <| by norm_num) <| by norm_num)

Result:
α : Type u_1
inst✝³ : Fintype α
inst✝² : DecidableEq α
P : Finpartition univ
hP : P.IsEquipartition
G : SimpleGraph α
inst✝¹ : DecidableRel G.Adj
ε : ℝ
U V : Finset α
inst✝ : Nonempty α
hPα : #P.parts * 16 ^ #P.parts ≤ Fintype.card α
hPε : 100 ≤ 4 ^ #P.parts * ε ^ 5
hε₁ : ε ≤ 1
hU : U ∈ P.parts
hV : V ∈ P.parts
hUV : U ≠ V
hunif : ¬G.IsUniform ε U V
hm : 0 ≤ 1 - (↑m)⁻¹
hε : 0 ≤ 1 - ε / 10
⊢ 4 / 5 * ε ≤ ↑(#(star hP G ε hU V)) / 4 ^ #P.parts

Proof state:
α : Type u_1
inst✝³ : Fintype α
inst✝² : DecidableEq α
P : Finpartition univ
hP : P.IsEquipartition
G : SimpleGraph α
inst✝¹ : DecidableRel G.Adj
ε : ℝ
U V : Finset α
inst✝ : Nonempty α
hPα : #P.parts * 16 ^ #P.parts ≤ Fintype.card α
hPε : 100 ≤ 4 ^ #P.parts * ε ^ 5
hε₁ : ε ≤ 1
hU : U ∈ P.parts
hV : V ∈ P.parts
hUV : U ≠ V
hunif : ¬G.IsUniform ε U V
hm : 0 ≤ 1 - (↑m)⁻¹
hε : 0 ≤ 1 - ε / 10
hε₀ : 0 < ε
⊢ (1 - ε / 10) * (1 - (↑m)⁻¹) * (↑(#(G.nonuniformWitness ε U V)) / ↑(#U)) =
    (1 - ε / 10) * ↑(#(G.nonuniformWitness ε U V)) * ((1 - (↑m)⁻¹) / ↑(#U))

Tactic:
rw [mul_assoc, mul_assoc, mul_div_left_comm]

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
inst✝³ : Fintype α
inst✝² : DecidableEq α
P : Finpartition univ
hP : P.IsEquipartition
G : SimpleGraph α
inst✝¹ : DecidableRel G.Adj
ε : ℝ
U V : Finset α
inst✝ : Nonempty α
hPα : #P.parts * 16 ^ #P.parts ≤ Fintype.card α
hPε : 100 ≤ 4 ^ #P.parts * ε ^ 5
hε₁ : ε ≤ 1
hU : U ∈ P.parts
hV : V ∈ P.parts
hUV : U ≠ V
hunif : ¬G.IsUniform ε U V
hm : 0 ≤ 1 - (↑m)⁻¹
hε : 0 ≤ 1 - ε / 10
hε₀ : 0 < ε
⊢ 0 ≤ (1 - (↑m)⁻¹) / ↑(#U)

Tactic:
positivity

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u_1
inst✝³ : Fintype α
inst✝² : DecidableEq α
P : Finpartition univ
hP : P.IsEquipartition
G : SimpleGraph α
inst✝¹ : DecidableRel G.Adj
ε : ℝ
U V : Finset α
inst✝ : Nonempty α
hPα : #P.parts * 16 ^ #P.parts ≤ Fintype.card α
hPε : 100 ≤ 4 ^ #P.parts * ε ^ 5
hε₁ : ε ≤ 1
hU : U ∈ P.parts
hV : V ∈ P.parts
hUV : U ≠ V
hunif : ¬G.IsUniform ε U V
hm : 0 ≤ 1 - (↑m)⁻¹
⊢ 1 ≤ 10

Tactic:
norm_num

Result:
no goals