Theorem: StrictConvexSpace.of_norm_combo_ne_one
File: Mathlib/Analysis/Convex/StrictConvexSpace.lean

Proof steps:
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝³ : NormedLinearOrderedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace ℝ E
h : ∀ (x y : E), ‖x‖ = 1 → ‖y‖ = 1 → x ≠ y → ∃ a b, 0 ≤ a ∧ 0 ≤ b ∧ a + b = 1 ∧ ‖a • x + b • y‖ ≠ 1
⊢ StrictConvexSpace ℝ E
state_after: 𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝³ : NormedLinearOrderedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace ℝ E
h : ∀ (x y : E), ‖x‖ = 1 → ‖y‖ = 1 → x ≠ y → ∃ a b, 0 ≤ a ∧ 0 ≤ b ∧ a + b = 1 ∧ ‖a • x + b • y‖ ≠ 1
⊢ (closedBall 0 1 \ interior (closedBall 0 1)).Pairwise fun x y => ([x-[ℝ]y] \ frontier (closedBall 0 1)).Nonempty
tactic: refine StrictConvexSpace.of_strictConvex_closed_unit_ball ℝ
    ((convex_closedBall _ _).strictConvex ?_)
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝³ : NormedLinearOrderedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace ℝ E
h : ∀ (x y : E), ‖x‖ = 1 → ‖y‖ = 1 → x ≠ y → ∃ a b, 0 ≤ a ∧ 0 ≤ b ∧ a + b = 1 ∧ ‖a • x + b • y‖ ≠ 1
⊢ (closedBall 0 1 \ interior (closedBall 0 1)).Pairwise fun x y => ([x-[ℝ]y] \ frontier (closedBall 0 1)).Nonempty
state_after: 𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝³ : NormedLinearOrderedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace ℝ E
h : ∀ (x y : E), ‖x‖ = 1 → ‖y‖ = 1 → x ≠ y → ∃ a b, 0 ≤ a ∧ 0 ≤ b ∧ a + b = 1 ∧ ‖a • x + b • y‖ ≠ 1
⊢ ∀ ⦃x : E⦄, ‖x‖ = 1 → ∀ ⦃y : E⦄, ‖y‖ = 1 → x ≠ y → ([x-[ℝ]y] \ sphere 0 1).Nonempty
tactic: simp only [interior_closedBall _ one_ne_zero, closedBall_diff_ball, Set.Pairwise,
    frontier_closedBall _ one_ne_zero, mem_sphere_zero_iff_norm]
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝³ : NormedLinearOrderedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace ℝ E
h : ∀ (x y : E), ‖x‖ = 1 → ‖y‖ = 1 → x ≠ y → ∃ a b, 0 ≤ a ∧ 0 ≤ b ∧ a + b = 1 ∧ ‖a • x + b • y‖ ≠ 1
⊢ ∀ ⦃x : E⦄, ‖x‖ = 1 → ∀ ⦃y : E⦄, ‖y‖ = 1 → x ≠ y → ([x-[ℝ]y] \ sphere 0 1).Nonempty
state_after: 𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝³ : NormedLinearOrderedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace ℝ E
h : ∀ (x y : E), ‖x‖ = 1 → ‖y‖ = 1 → x ≠ y → ∃ a b, 0 ≤ a ∧ 0 ≤ b ∧ a + b = 1 ∧ ‖a • x + b • y‖ ≠ 1
x : E
hx : ‖x‖ = 1
y : E
hy : ‖y‖ = 1
hne : x ≠ y
⊢ ([x-[ℝ]y] \ sphere 0 1).Nonempty
tactic: intro x hx y hy hne
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝³ : NormedLinearOrderedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace ℝ E
h : ∀ (x y : E), ‖x‖ = 1 → ‖y‖ = 1 → x ≠ y → ∃ a b, 0 ≤ a ∧ 0 ≤ b ∧ a + b = 1 ∧ ‖a • x + b • y‖ ≠ 1
x : E
hx : ‖x‖ = 1
y : E
hy : ‖y‖ = 1
hne : x ≠ y
⊢ ([x-[ℝ]y] \ sphere 0 1).Nonempty
state_after: case intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝³ : NormedLinearOrderedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace ℝ E
h : ∀ (x y : E), ‖x‖ = 1 → ‖y‖ = 1 → x ≠ y → ∃ a b, 0 ≤ a ∧ 0 ≤ b ∧ a + b = 1 ∧ ‖a • x + b • y‖ ≠ 1
x : E
hx : ‖x‖ = 1
y : E
hy : ‖y‖ = 1
hne : x ≠ y
a b : ℝ
ha : 0 ≤ a
hb : 0 ≤ b
hab : a + b = 1
hne' : ‖a • x + b • y‖ ≠ 1
⊢ ([x-[ℝ]y] \ sphere 0 1).Nonempty
tactic: rcases h x y hx hy hne with ⟨a, b, ha, hb, hab, hne'⟩
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u_2
inst✝³ : NormedLinearOrderedField 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace 𝕜 E
inst✝ : NormedSpace ℝ E
h : ∀ (x y : E), ‖x‖ = 1 → ‖y‖ = 1 → x ≠ y → ∃ a b, 0 ≤ a ∧ 0 ≤ b ∧ a + b = 1 ∧ ‖a • x + b • y‖ ≠ 1
x : E
hx : ‖x‖ = 1
y : E
hy : ‖y‖ = 1
hne : x ≠ y
a b : ℝ
ha : 0 ≤ a
hb : 0 ≤ b
hab : a + b = 1
hne' : ‖a • x + b • y‖ ≠ 1
⊢ ([x-[ℝ]y] \ sphere 0 1).Nonempty
state_after: no goals
tactic: exact ⟨_, ⟨a, b, ha, hb, hab, rfl⟩, mt mem_sphere_zero_iff_norm.1 hne'⟩