-- Mathlib/Analysis/Convex/Independent.lean
theorem convexIndependent_iff_finset {p : ι → E} :
    ConvexIndependent 𝕜 p ↔
      ∀ (s : Finset ι) (x : ι), p x ∈ convexHull 𝕜 (s.image p : Set E) → x ∈ s

Proof state:
case refine_2.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
ι : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField 𝕜
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module 𝕜 E
p : ι → E
h : ∀ (s : Finset ι) (x : ι), p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑(image p s) → x ∈ s
s : Set ι
x : ι
hp : Injective p
t : Finset E
ht : ↑t ⊆ p '' s
hx : p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑t
⊢ ∀ x ∈ t, x ∈ Set.range p

Tactic:
exact fun y hy => s.image_subset_range p (ht <| mem_coe.2 hy)

Result:
no goals

Proof state:
case refine_2
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
ι : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField 𝕜
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module 𝕜 E
p : ι → E
h : ∀ (s : Finset ι) (x : ι), p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑(image p s) → x ∈ s
s : Set ι
x : ι
hp : Injective p
hx : ∃ i, ∃ (_ : ↑i ⊆ p '' s), p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑i
⊢ x ∈ s

Tactic:
obtain ⟨t, ht, hx⟩ := hx

Result:
case refine_2.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
ι : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField 𝕜
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module 𝕜 E
p : ι → E
h : ∀ (s : Finset ι) (x : ι), p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑(image p s) → x ∈ s
s : Set ι
x : ι
hp : Injective p
t : Finset E
ht : ↑t ⊆ p '' s
hx : p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑t
⊢ x ∈ s

Proof state:
case refine_2
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
ι : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField 𝕜
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module 𝕜 E
p : ι → E
h : ∀ (s : Finset ι) (x : ι), p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑(image p s) → x ∈ s
s : Set ι
x : ι
hx : p x ∈ (convexHull 𝕜) (p '' s)
hp : Injective p
⊢ x ∈ s

Tactic:
rw [convexHull_eq_union_convexHull_finite_subsets] at hx

Result:
case refine_2
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
ι : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField 𝕜
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module 𝕜 E
p : ι → E
h : ∀ (s : Finset ι) (x : ι), p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑(image p s) → x ∈ s
s : Set ι
x : ι
hx : p x ∈ ⋃ t, ⋃ (_ : ↑t ⊆ p '' s), (convexHull 𝕜) ↑t
hp : Injective p
⊢ x ∈ s

Proof state:
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
ι : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField 𝕜
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module 𝕜 E
p : ι → E
h : ∀ (s : Finset ι) (x : ι), p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑(image p s) → x ∈ s
s : Set ι
x : ι
hx : p x ∈ (convexHull 𝕜) (p '' s)
a b : ι
hab : p a = p b
⊢ p b ∈ {p b}

Tactic:
exact Set.mem_singleton _

Result:
no goals

Proof state:
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
ι : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField 𝕜
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module 𝕜 E
p : ι → E
h : ∀ (s : Finset ι) (x : ι), p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑(image p s) → x ∈ s
s : Set ι
x : ι
hp : Injective p
t : Finset E
ht : ↑t ⊆ p '' s
hx : p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑t
this : x ∈ t.preimage p ⋯
⊢ p x ∈ ↑t

Tactic:
rwa [mem_preimage, ← mem_coe] at this

Result:
no goals

Proof state:
case refine_1
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
ι : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField 𝕜
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module 𝕜 E
p : ι → E
hc : ConvexIndependent 𝕜 p
s : Finset ι
x : ι
hx : p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑(image p s)
⊢ p x ∈ (convexHull 𝕜) (p '' ↑s)

Tactic:
rwa [Finset.coe_image] at hx

Result:
no goals

Proof state:
case refine_2
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
ι : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField 𝕜
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module 𝕜 E
p : ι → E
h : ∀ (s : Finset ι) (x : ι), p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑(image p s) → x ∈ s
s : Set ι
x : ι
hx : p x ∈ ⋃ t, ⋃ (_ : ↑t ⊆ p '' s), (convexHull 𝕜) ↑t
hp : Injective p
⊢ x ∈ s

Tactic:
simp_rw [Set.mem_iUnion] at hx

Result:
case refine_2
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
ι : Type u_3
inst✝² : LinearOrderedField 𝕜
inst✝¹ : AddCommGroup E
inst✝ : Module 𝕜 E
p : ι → E
h : ∀ (s : Finset ι) (x : ι), p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑(image p s) → x ∈ s
s : Set ι
x : ι
hp : Injective p
hx : ∃ i, ∃ (_ : ↑i ⊆ p '' s), p x ∈ (convexHull 𝕜) ↑i
⊢ x ∈ s