Module: Mathlib.Combinatorics.SetFamily.FourFunctions

Goal state before:
pp: case pos
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : DecidableEq α
inst✝³ : CommSemiring β
inst✝² : LinearOrder β
inst✝¹ : IsStrictOrderedRing β
a : α
f₁ f₂ f₃ f₄ : Finset α → β
u : Finset α
inst✝ : ExistsAddOfLE β
hu : a ∉ u
h₁ : 0 ≤ f₁
h₂ : 0 ≤ f₂
h₃ : 0 ≤ f₃
h₄ : 0 ≤ f₄
h : ∀ ⦃s : Finset α⦄, s ⊆ insert a u → ∀ ⦃t : Finset α⦄, t ⊆ insert a u → f₁ s * f₂ t ≤ f₃ (s ∩ t) * f₄ (s ∪ t)
𝒜 ℬ : Finset (Finset α)
s : Finset α
hsu : s ⊆ u
t : Finset α
htu : t ⊆ u
this✝⁴ : s ⊆ insert a u
this✝³ : t ⊆ insert a u
this✝² : insert a s ⊆ insert a u
this✝¹ : insert a t ⊆ insert a u
has : a ∉ s
hat : a ∉ t
this✝ : a ∉ s ∩ t
this : a ∉ s ∪ t
h✝¹ : s ∈ 𝒜
h✝ : insert a s ∈ 𝒜
⊢ (f₁ s + f₁ (insert a s)) * collapse ℬ a f₂ t ≤ collapse (𝒜 ⊼ ℬ) a f₃ (s ∩ t) * collapse (𝒜 ⊻ ℬ) a f₄ (s ∪ t)

pp: case neg
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : DecidableEq α
inst✝³ : CommSemiring β
inst✝² : LinearOrder β
inst✝¹ : IsStrictOrderedRing β
a : α
f₁ f₂ f₃ f₄ : Finset α → β
u : Finset α
inst✝ : ExistsAddOfLE β
hu : a ∉ u
h₁ : 0 ≤ f₁
h₂ : 0 ≤ f₂
h₃ : 0 ≤ f₃
h₄ : 0 ≤ f₄
h : ∀ ⦃s : Finset α⦄, s ⊆ insert a u → ∀ ⦃t : Finset α⦄, t ⊆ insert a u → f₁ s * f₂ t ≤ f₃ (s ∩ t) * f₄ (s ∪ t)
𝒜 ℬ : Finset (Finset α)
s : Finset α
hsu : s ⊆ u
t : Finset α
htu : t ⊆ u
this✝⁴ : s ⊆ insert a u
this✝³ : t ⊆ insert a u
this✝² : insert a s ⊆ insert a u
this✝¹ : insert a t ⊆ insert a u
has : a ∉ s
hat : a ∉ t
this✝ : a ∉ s ∩ t
this : a ∉ s ∪ t
h✝¹ : s ∈ 𝒜
h✝ : insert a s ∉ 𝒜
⊢ (f₁ s + 0) * collapse ℬ a f₂ t ≤ collapse (𝒜 ⊼ ℬ) a f₃ (s ∩ t) * collapse (𝒜 ⊻ ℬ) a f₄ (s ∪ t)

pp: case pos
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : DecidableEq α
inst✝³ : CommSemiring β
inst✝² : LinearOrder β
inst✝¹ : IsStrictOrderedRing β
a : α
f₁ f₂ f₃ f₄ : Finset α → β
u : Finset α
inst✝ : ExistsAddOfLE β
hu : a ∉ u
h₁ : 0 ≤ f₁
h₂ : 0 ≤ f₂
h₃ : 0 ≤ f₃
h₄ : 0 ≤ f₄
h : ∀ ⦃s : Finset α⦄, s ⊆ insert a u → ∀ ⦃t : Finset α⦄, t ⊆ insert a u → f₁ s * f₂ t ≤ f₃ (s ∩ t) * f₄ (s ∪ t)
𝒜 ℬ : Finset (Finset α)
s : Finset α
hsu : s ⊆ u
t : Finset α
htu : t ⊆ u
this✝⁴ : s ⊆ insert a u
this✝³ : t ⊆ insert a u
this✝² : insert a s ⊆ insert a u
this✝¹ : insert a t ⊆ insert a u
has : a ∉ s
hat : a ∉ t
this✝ : a ∉ s ∩ t
this : a ∉ s ∪ t
h✝¹ : s ∉ 𝒜
h✝ : insert a s ∈ 𝒜
⊢ (0 + f₁ (insert a s)) * collapse ℬ a f₂ t ≤ collapse (𝒜 ⊼ ℬ) a f₃ (s ∩ t) * collapse (𝒜 ⊻ ℬ) a f₄ (s ∪ t)

pp: case neg
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : DecidableEq α
inst✝³ : CommSemiring β
inst✝² : LinearOrder β
inst✝¹ : IsStrictOrderedRing β
a : α
f₁ f₂ f₃ f₄ : Finset α → β
u : Finset α
inst✝ : ExistsAddOfLE β
hu : a ∉ u
h₁ : 0 ≤ f₁
h₂ : 0 ≤ f₂
h₃ : 0 ≤ f₃
h₄ : 0 ≤ f₄
h : ∀ ⦃s : Finset α⦄, s ⊆ insert a u → ∀ ⦃t : Finset α⦄, t ⊆ insert a u → f₁ s * f₂ t ≤ f₃ (s ∩ t) * f₄ (s ∪ t)
𝒜 ℬ : Finset (Finset α)
s : Finset α
hsu : s ⊆ u
t : Finset α
htu : t ⊆ u
this✝⁴ : s ⊆ insert a u
this✝³ : t ⊆ insert a u
this✝² : insert a s ⊆ insert a u
this✝¹ : insert a t ⊆ insert a u
has : a ∉ s
hat : a ∉ t
this✝ : a ∉ s ∩ t
this : a ∉ s ∪ t
h✝¹ : s ∉ 𝒜
h✝ : insert a s ∉ 𝒜
⊢ (0 + 0) * collapse ℬ a f₂ t ≤ collapse (𝒜 ⊼ ℬ) a f₃ (s ∩ t) * collapse (𝒜 ⊻ ℬ) a f₄ (s ∪ t)

Tactic:
· rw [collapse_eq hat]
    split_ifs
    · rw [collapse_of_mem ‹_› (inter_mem_infs ‹_› ‹_›) (inter_mem_infs ‹_› ‹_›) rfl
        (insert_inter_distrib _ _ _).symm, collapse_of_mem ‹_› (union_mem_sups ‹_› ‹_›)
        (union_mem_sups ‹_› ‹_›) rfl (insert_union_distrib _ _ _).symm]
      refine ineq (h₁ _) (h₁ _) (h₂ _) (h₂ _) (h₃ _) (h₃ _) (h₄ _) (h₄ _) (h ‹_› ‹_›) ?_ ?_ ?_
      · simpa [*] using h ‹insert a s ⊆ _› ‹t ⊆ _›
      · simpa [*] using h ‹s ⊆ _› ‹insert a t ⊆ _›
      · simpa [*] using h ‹insert a s ⊆ _› ‹insert a t ⊆ _›
    · rw [add_zero, add_mul]
      refine (add_le_add (h ‹_› ‹_›) <| h ‹_› ‹_›).trans ?_
      rw [collapse_of_mem ‹_› (union_mem_sups ‹_› ‹_›) (union_mem_sups ‹_› ‹_›) rfl
        (insert_union _ _ _), insert_inter_of_notMem ‹_›, ← mul_add]
      gcongr
      exacts [add_nonneg (h₄ _) <| h₄ _, le_collapse_of_mem ‹_› h₃ rfl <| inter_mem_infs ‹_› ‹_›]
    · rw [zero_add, add_mul]
      refine (add_le_add (h ‹_› ‹_›) <| h ‹_› ‹_›).trans ?_
      rw [collapse_of_mem ‹_› (inter_mem_infs ‹_› ‹_›) (inter_mem_infs ‹_› ‹_›)
        (inter_insert_of_notMem ‹_›) (insert_inter_distrib _ _ _).symm, union_insert,
        insert_union_distrib, ← add_mul]
      gcongr
      exacts [add_nonneg (h₃ _) <| h₃ _,
        le_collapse_of_insert_mem ‹_› h₄ (insert_union_distrib _ _ _).symm (union_mem_sups ‹_› ‹_›)]
    · rw [add_zero, mul_zero]
      exact mul_nonneg (collapse_nonneg h₃ _) <| collapse_nonneg h₄ _

Goal state after:
case neg
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : DecidableEq α
inst✝³ : CommSemiring β
inst✝² : LinearOrder β
inst✝¹ : IsStrictOrderedRing β
a : α
f₁ f₂ f₃ f₄ : Finset α → β
u : Finset α
inst✝ : ExistsAddOfLE β
hu : a ∉ u
h₁ : 0 ≤ f₁
h₂ : 0 ≤ f₂
h₃ : 0 ≤ f₃
h₄ : 0 ≤ f₄
h : ∀ ⦃s : Finset α⦄, s ⊆ insert a u → ∀ ⦃t : Finset α⦄, t ⊆ insert a u → f₁ s * f₂ t ≤ f₃ (s ∩ t) * f₄ (s ∪ t)
𝒜 ℬ : Finset (Finset α)
s : Finset α
hsu : s ⊆ u
t : Finset α
htu : t ⊆ u
this✝⁴ : s ⊆ insert a u
this✝³ : t ⊆ insert a u
this✝² : insert a s ⊆ insert a u
this✝¹ : insert a t ⊆ insert a u
has : a ∉ s
hat : a ∉ t
this✝ : a ∉ s ∩ t
this : a ∉ s ∪ t
h✝¹ : s ∈ 𝒜
h✝ : insert a s ∉ 𝒜
⊢ (f₁ s + 0) * collapse ℬ a f₂ t ≤ collapse (𝒜 ⊼ ℬ) a f₃ (s ∩ t) * collapse (𝒜 ⊻ ℬ) a f₄ (s ∪ t)

case pos
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : DecidableEq α
inst✝³ : CommSemiring β
inst✝² : LinearOrder β
inst✝¹ : IsStrictOrderedRing β
a : α
f₁ f₂ f₃ f₄ : Finset α → β
u : Finset α
inst✝ : ExistsAddOfLE β
hu : a ∉ u
h₁ : 0 ≤ f₁
h₂ : 0 ≤ f₂
h₃ : 0 ≤ f₃
h₄ : 0 ≤ f₄
h : ∀ ⦃s : Finset α⦄, s ⊆ insert a u → ∀ ⦃t : Finset α⦄, t ⊆ insert a u → f₁ s * f₂ t ≤ f₃ (s ∩ t) * f₄ (s ∪ t)
𝒜 ℬ : Finset (Finset α)
s : Finset α
hsu : s ⊆ u
t : Finset α
htu : t ⊆ u
this✝⁴ : s ⊆ insert a u
this✝³ : t ⊆ insert a u
this✝² : insert a s ⊆ insert a u
this✝¹ : insert a t ⊆ insert a u
has : a ∉ s
hat : a ∉ t
this✝ : a ∉ s ∩ t
this : a ∉ s ∪ t
h✝¹ : s ∉ 𝒜
h✝ : insert a s ∈ 𝒜
⊢ (0 + f₁ (insert a s)) * collapse ℬ a f₂ t ≤ collapse (𝒜 ⊼ ℬ) a f₃ (s ∩ t) * collapse (𝒜 ⊻ ℬ) a f₄ (s ∪ t)

case neg
α : Type u_1
β : Type u_2
inst✝⁴ : DecidableEq α
inst✝³ : CommSemiring β
inst✝² : LinearOrder β
inst✝¹ : IsStrictOrderedRing β
a : α
f₁ f₂ f₃ f₄ : Finset α → β
u : Finset α
inst✝ : ExistsAddOfLE β
hu : a ∉ u
h₁ : 0 ≤ f₁
h₂ : 0 ≤ f₂
h₃ : 0 ≤ f₃
h₄ : 0 ≤ f₄
h : ∀ ⦃s : Finset α⦄, s ⊆ insert a u → ∀ ⦃t : Finset α⦄, t ⊆ insert a u → f₁ s * f₂ t ≤ f₃ (s ∩ t) * f₄ (s ∪ t)
𝒜 ℬ : Finset (Finset α)
s : Finset α
hsu : s ⊆ u
t : Finset α
htu : t ⊆ u
this✝⁴ : s ⊆ insert a u
this✝³ : t ⊆ insert a u
this✝² : insert a s ⊆ insert a u
this✝¹ : insert a t ⊆ insert a u
has : a ∉ s
hat : a ∉ t
this✝ : a ∉ s ∩ t
this : a ∉ s ∪ t
h✝¹ : s ∉ 𝒜
h✝ : insert a s ∉ 𝒜
⊢ (0 + 0) * collapse ℬ a f₂ t ≤ collapse (𝒜 ⊼ ℬ) a f₃ (s ∩ t) * collapse (𝒜 ⊻ ℬ) a f₄ (s ∪ t)