Theorem: Disjoint.exists_thickenings
File: Mathlib/Topology/MetricSpace/Thickening.lean

Proof steps:
state_before: ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
⊢ ∃ δ, 0 < δ ∧ Disjoint (thickening δ s) (thickening δ t)
state_after: case intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
⊢ ∃ δ, 0 < δ ∧ Disjoint (thickening δ s) (thickening δ t)
tactic: obtain ⟨r, hr, h⟩ := exists_pos_forall_lt_edist hs ht hst
state_before: case intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
⊢ ∃ δ, 0 < δ ∧ Disjoint (thickening δ s) (thickening δ t)
state_after: case intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
⊢ Disjoint (thickening (↑r / 2) s) (thickening (↑r / 2) t)
tactic: refine ⟨r / 2, half_pos (NNReal.coe_pos.2 hr), ?_⟩
state_before: case intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
⊢ Disjoint (thickening (↑r / 2) s) (thickening (↑r / 2) t)
state_after: case intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
⊢ thickening (↑r / 2) s ⊓ thickening (↑r / 2) t ≤ ⊥
tactic: rw [disjoint_iff_inf_le]
state_before: case intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
⊢ thickening (↑r / 2) s ⊓ thickening (↑r / 2) t ≤ ⊥
state_after: case intro.intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
z : α
hzs : z ∈ thickening (↑r / 2) s
hzt : z ∈ thickening (↑r / 2) t
⊢ z ∈ ⊥
tactic: rintro z ⟨hzs, hzt⟩
state_before: case intro.intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
z : α
hzs : z ∈ thickening (↑r / 2) s
hzt : z ∈ thickening (↑r / 2) t
⊢ z ∈ ⊥
state_after: case intro.intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
z : α
hzs : ∃ z_1 ∈ s, edist z z_1 < ENNReal.ofReal (↑r / 2)
hzt : ∃ z_1 ∈ t, edist z z_1 < ENNReal.ofReal (↑r / 2)
⊢ z ∈ ⊥
tactic: rw [mem_thickening_iff_exists_edist_lt] at hzs hzt
state_before: case intro.intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
z : α
hzs : ∃ z_1 ∈ s, edist z z_1 < ENNReal.ofReal (↑r / 2)
hzt : ∃ z_1 ∈ t, edist z z_1 < ENNReal.ofReal (↑r / 2)
⊢ z ∈ ⊥
state_after: case intro.intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
z : α
hzs : ∃ z_1 ∈ s, edist z z_1 < ↑(r / 2)
hzt : ∃ z_1 ∈ t, edist z z_1 < ↑(r / 2)
⊢ z ∈ ⊥
tactic: rw [← NNReal.coe_two, ← NNReal.coe_div, ENNReal.ofReal_coe_nnreal] at hzs hzt
state_before: case intro.intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
z : α
hzs : ∃ z_1 ∈ s, edist z z_1 < ↑(r / 2)
hzt : ∃ z_1 ∈ t, edist z z_1 < ↑(r / 2)
⊢ z ∈ ⊥
state_after: case intro.intro.intro.intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x✝ : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
z : α
hzt : ∃ z_1 ∈ t, edist z z_1 < ↑(r / 2)
x : α
hx : x ∈ s
hzx : edist z x < ↑(r / 2)
⊢ z ∈ ⊥
tactic: obtain ⟨x, hx, hzx⟩ := hzs
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x✝ : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
z : α
hzt : ∃ z_1 ∈ t, edist z z_1 < ↑(r / 2)
x : α
hx : x ∈ s
hzx : edist z x < ↑(r / 2)
⊢ z ∈ ⊥
state_after: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x✝ : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
z x : α
hx : x ∈ s
hzx : edist z x < ↑(r / 2)
y : α
hy : y ∈ t
hzy : edist z y < ↑(r / 2)
⊢ z ∈ ⊥
tactic: obtain ⟨y, hy, hzy⟩ := hzt
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x✝ : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
z x : α
hx : x ∈ s
hzx : edist z x < ↑(r / 2)
y : α
hy : y ∈ t
hzy : edist z y < ↑(r / 2)
⊢ z ∈ ⊥
state_after: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x✝ : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
z x : α
hx : x ∈ s
hzx : edist z x < ↑(r / 2)
y : α
hy : y ∈ t
hzy : edist z y < ↑(r / 2)
⊢ edist x y ≤ ↑r
tactic: refine (h x hx y hy).not_le ?_
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
ι : Sort u_1
α : Type u
β : Type v
inst✝ : PseudoEMetricSpace α
δ ε : ℝ
s t : Set α
x✝ : α
hst : Disjoint s t
hs : IsCompact s
ht : IsClosed t
r : ℝ≥0
hr : 0 < r
h : ∀ x ∈ s, ∀ y ∈ t, ↑r < edist x y
z x : α
hx : x ∈ s
hzx : edist z x < ↑(r / 2)
y : α
hy : y ∈ t
hzy : edist z y < ↑(r / 2)
⊢ edist x y ≤ ↑r
state_after: no goals
tactic: calc
    edist x y ≤ edist z x + edist z y := edist_triangle_left _ _ _
    _ ≤ ↑(r / 2) + ↑(r / 2) := add_le_add hzx.le hzy.le
    _ = r := by rw [← ENNReal.coe_add, add_halves]