-- Mathlib/Analysis/Convex/Side.lean
theorem WSameSide.trans {s : AffineSubspace R P} {x y z : P} (hxy : s.WSameSide x y)
    (hyz : s.WSameSide y z) (hy : y ∉ s) : s.WSameSide x z

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y z : P
hy : y ∉ s
p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
hxy : SameRay R (x -ᵥ p₁) (y -ᵥ p₂)
p₃ : P
hp₃ : p₃ ∈ s
hyz : SameRay R (y -ᵥ p₂) (z -ᵥ p₃)
h : y = p₂
⊢ False

Tactic:
exact hy (h.symm ▸ hp₂)

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y z : P
hy : y ∉ s
p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
hxy : SameRay R (x -ᵥ p₁) (y -ᵥ p₂)
p₃ : P
hp₃ : p₃ ∈ s
hyz : SameRay R (y -ᵥ p₂) (z -ᵥ p₃)
⊢ y -ᵥ p₂ = 0 → x -ᵥ p₁ = 0 ∨ z -ᵥ p₃ = 0

Tactic:
refine fun h => False.elim ?_

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y z : P
hy : y ∉ s
p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
hxy : SameRay R (x -ᵥ p₁) (y -ᵥ p₂)
p₃ : P
hp₃ : p₃ ∈ s
hyz : SameRay R (y -ᵥ p₂) (z -ᵥ p₃)
h : y -ᵥ p₂ = 0
⊢ False

Proof state:
case intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y z : P
hyz : s.WSameSide y z
hy : y ∉ s
p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
hxy : SameRay R (x -ᵥ p₁) (y -ᵥ p₂)
⊢ s.WSameSide x z

Tactic:
rw [wSameSide_iff_exists_left hp₂, or_iff_right hy] at hyz

Result:
case intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y z : P
hy : y ∉ s
p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hyz : ∃ p₂_1 ∈ s, SameRay R (y -ᵥ p₂) (z -ᵥ p₂_1)
hp₂ : p₂ ∈ s
hxy : SameRay R (x -ᵥ p₁) (y -ᵥ p₂)
⊢ s.WSameSide x z

Proof state:
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y z : P
hxy : s.WSameSide x y
hyz : s.WSameSide y z
hy : y ∉ s
⊢ s.WSameSide x z

Tactic:
rcases hxy with ⟨p₁, hp₁, p₂, hp₂, hxy⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y z : P
hyz : s.WSameSide y z
hy : y ∉ s
p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
hxy : SameRay R (x -ᵥ p₁) (y -ᵥ p₂)
⊢ s.WSameSide x z

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y z : P
hy : y ∉ s
p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
hxy : SameRay R (x -ᵥ p₁) (y -ᵥ p₂)
p₃ : P
hp₃ : p₃ ∈ s
hyz : SameRay R (y -ᵥ p₂) (z -ᵥ p₃)
h : y -ᵥ p₂ = 0
⊢ False

Tactic:
rw [vsub_eq_zero_iff_eq] at h

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y z : P
hy : y ∉ s
p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
hxy : SameRay R (x -ᵥ p₁) (y -ᵥ p₂)
p₃ : P
hp₃ : p₃ ∈ s
hyz : SameRay R (y -ᵥ p₂) (z -ᵥ p₃)
h : y = p₂
⊢ False

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y z : P
hy : y ∉ s
p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
hxy : SameRay R (x -ᵥ p₁) (y -ᵥ p₂)
p₃ : P
hp₃ : p₃ ∈ s
hyz : SameRay R (y -ᵥ p₂) (z -ᵥ p₃)
⊢ s.WSameSide x z

Tactic:
refine ⟨p₁, hp₁, p₃, hp₃, hxy.trans hyz ?_⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y z : P
hy : y ∉ s
p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
hxy : SameRay R (x -ᵥ p₁) (y -ᵥ p₂)
p₃ : P
hp₃ : p₃ ∈ s
hyz : SameRay R (y -ᵥ p₂) (z -ᵥ p₃)
⊢ y -ᵥ p₂ = 0 → x -ᵥ p₁ = 0 ∨ z -ᵥ p₃ = 0

Proof state:
case intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y z : P
hy : y ∉ s
p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hyz : ∃ p₂_1 ∈ s, SameRay R (y -ᵥ p₂) (z -ᵥ p₂_1)
hp₂ : p₂ ∈ s
hxy : SameRay R (x -ᵥ p₁) (y -ᵥ p₂)
⊢ s.WSameSide x z

Tactic:
rcases hyz with ⟨p₃, hp₃, hyz⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
R : Type u_1
V : Type u_2
P : Type u_4
inst✝³ : LinearOrderedField R
inst✝² : AddCommGroup V
inst✝¹ : Module R V
inst✝ : AddTorsor V P
s : AffineSubspace R P
x y z : P
hy : y ∉ s
p₁ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
p₂ : P
hp₂ : p₂ ∈ s
hxy : SameRay R (x -ᵥ p₁) (y -ᵥ p₂)
p₃ : P
hp₃ : p₃ ∈ s
hyz : SameRay R (y -ᵥ p₂) (z -ᵥ p₃)
⊢ s.WSameSide x z