l3lab/ntp-mathlib huggingface dataset:
theorem card_image₂_singleton_left (hf : Injective (f a)) : (image₂ f {a} t).card = t.card := by
  

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
hf : Injective (f a)
⊢ card (image₂ f {a} t) = card t

Next tactic:
rw [image₂_singleton_left, card_image_of_injective _ hf]
theorem card_image₂_singleton_right (hf : Injective fun a => f a b) :
    (image₂ f s {b}).card = s.card := by 

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
hf : Injective fun a => f a b
⊢ card (image₂ f s {b}) = card s

Next tactic:
rw [image₂_singleton_right, card_image_of_injective _ hf]
theorem image₂_singleton_inter [DecidableEq β] (t₁ t₂ : Finset β) (hf : Injective (f a)) :
    image₂ f {a} (t₁ ∩ t₂) = image₂ f {a} t₁ ∩ image₂ f {a} t₂ := by
  

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁸ : DecidableEq α'
inst✝⁷ : DecidableEq β'
inst✝⁶ : DecidableEq γ
inst✝⁵ : DecidableEq γ'
inst✝⁴ : DecidableEq δ
inst✝³ : DecidableEq δ'
inst✝² : DecidableEq ε
inst✝¹ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
inst✝ : DecidableEq β
t₁ t₂ : Finset β
hf : Injective (f a)
⊢ image₂ f {a} (t₁ ∩ t₂) = image₂ f {a} t₁ ∩ image₂ f {a} t₂

Next tactic:
simp_rw [image₂_singleton_left, image_inter _ _ hf]
theorem image₂_inter_singleton [DecidableEq α] (s₁ s₂ : Finset α) (hf : Injective fun a => f a b) :
    image₂ f (s₁ ∩ s₂) {b} = image₂ f s₁ {b} ∩ image₂ f s₂ {b} := by
  

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁸ : DecidableEq α'
inst✝⁷ : DecidableEq β'
inst✝⁶ : DecidableEq γ
inst✝⁵ : DecidableEq γ'
inst✝⁴ : DecidableEq δ
inst✝³ : DecidableEq δ'
inst✝² : DecidableEq ε
inst✝¹ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
inst✝ : DecidableEq α
s₁ s₂ : Finset α
hf : Injective fun a => f a b
⊢ image₂ f (s₁ ∩ s₂) {b} = image₂ f s₁ {b} ∩ image₂ f s₂ {b}

Next tactic:
simp_rw [image₂_singleton_right, image_inter _ _ hf]
theorem card_le_card_image₂_left {s : Finset α} (hs : s.Nonempty) (hf : ∀ a, Injective (f a)) :
    t.card ≤ (image₂ f s t).card := by
  

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s✝ s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
s : Finset α
hs : Finset.Nonempty s
hf : ∀ (a : α), Injective (f a)
⊢ card t ≤ card (image₂ f s t)

Next tactic:
obtain ⟨a, ha⟩ := hs
theorem card_le_card_image₂_left {s : Finset α} (hs : s.Nonempty) (hf : ∀ a, Injective (f a)) :
    t.card ≤ (image₂ f s t).card := by
  obtain ⟨a, ha⟩ := hs
  

Proof state:
case intro
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s✝ s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a✝ a' : α
b b' : β
c : γ
s : Finset α
hf : ∀ (a : α), Injective (f a)
a : α
ha : a ∈ s
⊢ card t ≤ card (image₂ f s t)

Next tactic:
rw [← card_image₂_singleton_left _ (hf a)]
theorem card_le_card_image₂_left {s : Finset α} (hs : s.Nonempty) (hf : ∀ a, Injective (f a)) :
    t.card ≤ (image₂ f s t).card := by
  obtain ⟨a, ha⟩ := hs
  rw [← card_image₂_singleton_left _ (hf a)]
  

Proof state:
case intro
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s✝ s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a✝ a' : α
b b' : β
c : γ
s : Finset α
hf : ∀ (a : α), Injective (f a)
a : α
ha : a ∈ s
⊢ card (image₂ f {a} t) ≤ card (image₂ f s t)

Next tactic:
exact card_le_of_subset (image₂_subset_right <| singleton_subset_iff.2 ha)
theorem card_le_card_image₂_right {t : Finset β} (ht : t.Nonempty)
    (hf : ∀ b, Injective fun a => f a b) : s.card ≤ (image₂ f s t).card := by
  

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t✝ t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
t : Finset β
ht : Finset.Nonempty t
hf : ∀ (b : β), Injective fun a => f a b
⊢ card s ≤ card (image₂ f s t)

Next tactic:
obtain ⟨b, hb⟩ := ht
theorem card_le_card_image₂_right {t : Finset β} (ht : t.Nonempty)
    (hf : ∀ b, Injective fun a => f a b) : s.card ≤ (image₂ f s t).card := by
  obtain ⟨b, hb⟩ := ht
  

Proof state:
case intro
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t✝ t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b✝ b' : β
c : γ
t : Finset β
hf : ∀ (b : β), Injective fun a => f a b
b : β
hb : b ∈ t
⊢ card s ≤ card (image₂ f s t)

Next tactic:
rw [← card_image₂_singleton_right _ (hf b)]
theorem card_le_card_image₂_right {t : Finset β} (ht : t.Nonempty)
    (hf : ∀ b, Injective fun a => f a b) : s.card ≤ (image₂ f s t).card := by
  obtain ⟨b, hb⟩ := ht
  rw [← card_image₂_singleton_right _ (hf b)]
  

Proof state:
case intro
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t✝ t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b✝ b' : β
c : γ
t : Finset β
hf : ∀ (b : β), Injective fun a => f a b
b : β
hb : b ∈ t
⊢ card (image₂ (fun a => f a) s {b}) ≤ card (image₂ f s t)

Next tactic:
exact card_le_of_subset (image₂_subset_left <| singleton_subset_iff.2 hb)
theorem biUnion_image_left : (s.biUnion fun a => t.image <| f a) = image₂ f s t :=
  coe_injective <| by
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
⊢ ↑(Finset.biUnion s fun a => image (f a) t) = ↑(image₂ f s t)

Next tactic:
push_cast
theorem biUnion_image_left : (s.biUnion fun a => t.image <| f a) = image₂ f s t :=
  coe_injective <| by
    push_cast
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
⊢ ⋃ x ∈ ↑s, f x '' ↑t = image2 f ↑s ↑t

Next tactic:
exact Set.iUnion_image_left _
theorem biUnion_image_right : (t.biUnion fun b => s.image fun a => f a b) = image₂ f s t :=
  coe_injective <| by
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
⊢ ↑(Finset.biUnion t fun b => image (fun a => f a b) s) = ↑(image₂ f s t)

Next tactic:
push_cast
theorem biUnion_image_right : (t.biUnion fun b => s.image fun a => f a b) = image₂ f s t :=
  coe_injective <| by
    push_cast
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
⊢ ⋃ x ∈ ↑t, (fun a => f a x) '' ↑s = image2 f ↑s ↑t

Next tactic:
exact Set.iUnion_image_right _
theorem image_image₂ (f : α → β → γ) (g : γ → δ) :
    (image₂ f s t).image g = image₂ (fun a b => g (f a b)) s t :=
  coe_injective <| by
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f✝ f' : α → β → γ
g✝ g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
f : α → β → γ
g : γ → δ
⊢ ↑(image g (image₂ f s t)) = ↑(image₂ (fun a b => g (f a b)) s t)

Next tactic:
push_cast
theorem image_image₂ (f : α → β → γ) (g : γ → δ) :
    (image₂ f s t).image g = image₂ (fun a b => g (f a b)) s t :=
  coe_injective <| by
    push_cast
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f✝ f' : α → β → γ
g✝ g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
f : α → β → γ
g : γ → δ
⊢ g '' image2 f ↑s ↑t = image2 (fun a b => g (f a b)) ↑s ↑t

Next tactic:
exact image_image2 _ _
theorem image₂_image_left (f : γ → β → δ) (g : α → γ) :
    image₂ f (s.image g) t = image₂ (fun a b => f (g a) b) s t :=
  coe_injective <| by
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f✝ f' : α → β → γ
g✝ g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
f : γ → β → δ
g : α → γ
⊢ ↑(image₂ f (image g s) t) = ↑(image₂ (fun a b => f (g a) b) s t)

Next tactic:
push_cast
theorem image₂_image_left (f : γ → β → δ) (g : α → γ) :
    image₂ f (s.image g) t = image₂ (fun a b => f (g a) b) s t :=
  coe_injective <| by
    push_cast
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f✝ f' : α → β → γ
g✝ g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
f : γ → β → δ
g : α → γ
⊢ image2 f (g '' ↑s) ↑t = image2 (fun a b => f (g a) b) ↑s ↑t

Next tactic:
exact image2_image_left _ _
theorem image₂_image_right (f : α → γ → δ) (g : β → γ) :
    image₂ f s (t.image g) = image₂ (fun a b => f a (g b)) s t :=
  coe_injective <| by
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f✝ f' : α → β → γ
g✝ g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
f : α → γ → δ
g : β → γ
⊢ ↑(image₂ f s (image g t)) = ↑(image₂ (fun a b => f a (g b)) s t)

Next tactic:
push_cast
theorem image₂_image_right (f : α → γ → δ) (g : β → γ) :
    image₂ f s (t.image g) = image₂ (fun a b => f a (g b)) s t :=
  coe_injective <| by
    push_cast
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f✝ f' : α → β → γ
g✝ g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
f : α → γ → δ
g : β → γ
⊢ image2 f (↑s) (g '' ↑t) = image2 (fun a b => f a (g b)) ↑s ↑t

Next tactic:
exact image2_image_right _ _
@[simp]
theorem image₂_mk_eq_product [DecidableEq α] [DecidableEq β] (s : Finset α) (t : Finset β) :
    image₂ Prod.mk s t = s ×ˢ t := by 

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁹ : DecidableEq α'
inst✝⁸ : DecidableEq β'
inst✝⁷ : DecidableEq γ
inst✝⁶ : DecidableEq γ'
inst✝⁵ : DecidableEq δ
inst✝⁴ : DecidableEq δ'
inst✝³ : DecidableEq ε
inst✝² : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s✝ s' : Finset α
t✝ t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : DecidableEq β
s : Finset α
t : Finset β
⊢ image₂ Prod.mk s t = s ×ˢ t

Next tactic:
ext
@[simp]
theorem image₂_mk_eq_product [DecidableEq α] [DecidableEq β] (s : Finset α) (t : Finset β) :
    image₂ Prod.mk s t = s ×ˢ t := by ext; 

Proof state:
case a
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁹ : DecidableEq α'
inst✝⁸ : DecidableEq β'
inst✝⁷ : DecidableEq γ
inst✝⁶ : DecidableEq γ'
inst✝⁵ : DecidableEq δ
inst✝⁴ : DecidableEq δ'
inst✝³ : DecidableEq ε
inst✝² : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s✝ s' : Finset α
t✝ t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
inst✝¹ : DecidableEq α
inst✝ : DecidableEq β
s : Finset α
t : Finset β
a✝ : α × β
⊢ a✝ ∈ image₂ Prod.mk s t ↔ a✝ ∈ s ×ˢ t

Next tactic:
simp [Prod.ext_iff]
@[simp]
theorem image₂_curry (f : α × β → γ) (s : Finset α) (t : Finset β) :
    image₂ (curry f) s t = (s ×ˢ t).image f := by
  

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f✝ f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s✝ s' : Finset α
t✝ t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
f : α × β → γ
s : Finset α
t : Finset β
⊢ image₂ (curry f) s t = image f (s ×ˢ t)

Next tactic:
classical
  rw [← image₂_mk_eq_product, image_image₂]
  dsimp (config := { unfoldPartialApp := true }) [curry]
@[simp]
theorem image₂_curry (f : α × β → γ) (s : Finset α) (t : Finset β) :
    image₂ (curry f) s t = (s ×ˢ t).image f := by
  classical
  

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f✝ f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s✝ s' : Finset α
t✝ t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
f : α × β → γ
s : Finset α
t : Finset β
⊢ image₂ (curry f) s t = image f (s ×ˢ t)

Next tactic:
rw [← image₂_mk_eq_product, image_image₂]
@[simp]
theorem image₂_curry (f : α × β → γ) (s : Finset α) (t : Finset β) :
    image₂ (curry f) s t = (s ×ˢ t).image f := by
  classical
  rw [← image₂_mk_eq_product, image_image₂]
  

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f✝ f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s✝ s' : Finset α
t✝ t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
f : α × β → γ
s : Finset α
t : Finset β
⊢ image₂ (curry f) s t = image₂ (fun a b => f (a, b)) s t

Next tactic:
dsimp (config := { unfoldPartialApp := true }) [curry]
@[simp]
theorem image_uncurry_product (f : α → β → γ) (s : Finset α) (t : Finset β) :
    (s ×ˢ t).image (uncurry f) = image₂ f s t := by 

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f✝ f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s✝ s' : Finset α
t✝ t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
f : α → β → γ
s : Finset α
t : Finset β
⊢ image (uncurry f) (s ×ˢ t) = image₂ f s t

Next tactic:
rw [← image₂_curry, curry_uncurry]
theorem image₂_swap (f : α → β → γ) (s : Finset α) (t : Finset β) :
    image₂ f s t = image₂ (fun a b => f b a) t s :=
  coe_injective <| by
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f✝ f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s✝ s' : Finset α
t✝ t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
f : α → β → γ
s : Finset α
t : Finset β
⊢ ↑(image₂ f s t) = ↑(image₂ (fun a b => f b a) t s)

Next tactic:
push_cast
theorem image₂_swap (f : α → β → γ) (s : Finset α) (t : Finset β) :
    image₂ f s t = image₂ (fun a b => f b a) t s :=
  coe_injective <| by
    push_cast
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁷ : DecidableEq α'
inst✝⁶ : DecidableEq β'
inst✝⁵ : DecidableEq γ
inst✝⁴ : DecidableEq γ'
inst✝³ : DecidableEq δ
inst✝² : DecidableEq δ'
inst✝¹ : DecidableEq ε
inst✝ : DecidableEq ε'
f✝ f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s✝ s' : Finset α
t✝ t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
f : α → β → γ
s : Finset α
t : Finset β
⊢ image2 f ↑s ↑t = image2 (fun a b => f b a) ↑t ↑s

Next tactic:
exact image2_swap _ _ _
@[simp]
theorem image₂_left [DecidableEq α] (h : t.Nonempty) : image₂ (fun x _ => x) s t = s :=
  coe_injective <| by
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁸ : DecidableEq α'
inst✝⁷ : DecidableEq β'
inst✝⁶ : DecidableEq γ
inst✝⁵ : DecidableEq γ'
inst✝⁴ : DecidableEq δ
inst✝³ : DecidableEq δ'
inst✝² : DecidableEq ε
inst✝¹ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
inst✝ : DecidableEq α
h : Finset.Nonempty t
⊢ ↑(image₂ (fun x x_1 => x) s t) = ↑s

Next tactic:
push_cast
@[simp]
theorem image₂_left [DecidableEq α] (h : t.Nonempty) : image₂ (fun x _ => x) s t = s :=
  coe_injective <| by
    push_cast
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁸ : DecidableEq α'
inst✝⁷ : DecidableEq β'
inst✝⁶ : DecidableEq γ
inst✝⁵ : DecidableEq γ'
inst✝⁴ : DecidableEq δ
inst✝³ : DecidableEq δ'
inst✝² : DecidableEq ε
inst✝¹ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
inst✝ : DecidableEq α
h : Finset.Nonempty t
⊢ image2 (fun x x_1 => x) ↑s ↑t = ↑s

Next tactic:
exact image2_left h
@[simp]
theorem image₂_right [DecidableEq β] (h : s.Nonempty) : image₂ (fun _ y => y) s t = t :=
  coe_injective <| by
    

Proof state:
α : Type u_1
α' : Type u_2
β : Type u_3
β' : Type u_4
γ : Type u_5
γ' : Type u_6
δ : Type u_7
δ' : Type u_8
ε : Type u_9
ε' : Type u_10
ζ : Type u_11
ζ' : Type u_12
ν : Type u_13
inst✝⁸ : DecidableEq α'
inst✝⁷ : DecidableEq β'
inst✝⁶ : DecidableEq γ
inst✝⁵ : DecidableEq γ'
inst✝⁴ : DecidableEq δ
inst✝³ : DecidableEq δ'
inst✝² : DecidableEq ε
inst✝¹ : DecidableEq ε'
f f' : α → β → γ
g g' : α → β → γ → δ
s s' : Finset α
t t' : Finset β
u u' : Finset γ
a a' : α
b b' : β
c : γ
inst✝ : DecidableEq β
h : Finset.Nonempty s
⊢ ↑(image₂ (fun x y => y) s t) = ↑t

Next tactic:
push_cast