Theorem: Filter.Tendsto.isCompact_insert_range_of_cocompact
File: Mathlib/Topology/Compactness/Compact.lean

Proof steps:
state_before: X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s t : Set X
f : X → Y
y : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y)
hfc : Continuous f
⊢ IsCompact (insert y (range f))
state_after: X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s t : Set X
f : X → Y
y : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y (range f))
⊢ ∃ x ∈ insert y (range f), ClusterPt x l
tactic: intro l hne hle
state_before: X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s t : Set X
f : X → Y
y : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y (range f))
⊢ ∃ x ∈ insert y (range f), ClusterPt x l
state_after: case pos
X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s t : Set X
f : X → Y
y : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y (range f))
hy : ClusterPt y l
⊢ ∃ x ∈ insert y (range f), ClusterPt x l

case neg
X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s t : Set X
f : X → Y
y : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y (range f))
hy : ¬ClusterPt y l
⊢ ∃ x ∈ insert y (range f), ClusterPt x l
tactic: by_cases hy : ClusterPt y l
state_before: case neg
X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s t : Set X
f : X → Y
y : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y (range f))
hy : ¬ClusterPt y l
⊢ ∃ x ∈ insert y (range f), ClusterPt x l
state_after: case neg
X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s t : Set X
f : X → Y
y : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y (range f))
hy : ∃ x, ∃ (_ : x ∈ 𝓝 y), ∃ x_1, ∃ (_ : x_1 ∈ l), Disjoint x x_1
⊢ ∃ x ∈ insert y (range f), ClusterPt x l
tactic: simp only [clusterPt_iff, not_forall, ← not_disjoint_iff_nonempty_inter, not_not] at hy
state_before: case neg
X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s t : Set X
f : X → Y
y : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y (range f))
hy : ∃ x, ∃ (_ : x ∈ 𝓝 y), ∃ x_1, ∃ (_ : x_1 ∈ l), Disjoint x x_1
⊢ ∃ x ∈ insert y (range f), ClusterPt x l
state_after: case neg.intro.intro.intro.intro
X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s✝ t✝ : Set X
f : X → Y
y : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y (range f))
s : Set Y
hsy : s ∈ 𝓝 y
t : Set Y
htl : t ∈ l
hd : Disjoint s t
⊢ ∃ x ∈ insert y (range f), ClusterPt x l
tactic: rcases hy with ⟨s, hsy, t, htl, hd⟩
state_before: case neg.intro.intro.intro.intro
X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s✝ t✝ : Set X
f : X → Y
y : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y (range f))
s : Set Y
hsy : s ∈ 𝓝 y
t : Set Y
htl : t ∈ l
hd : Disjoint s t
⊢ ∃ x ∈ insert y (range f), ClusterPt x l
state_after: case neg.intro.intro.intro.intro.intro.intro
X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s✝ t✝ : Set X
f : X → Y
y : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y (range f))
s : Set Y
hsy : s ∈ 𝓝 y
t : Set Y
htl : t ∈ l
hd : Disjoint s t
K : Set X
hKc : IsCompact K
hKs : Kᶜ ⊆ f ⁻¹' s
⊢ ∃ x ∈ insert y (range f), ClusterPt x l
tactic: rcases mem_cocompact.1 (hf hsy) with ⟨K, hKc, hKs⟩
state_before: case neg.intro.intro.intro.intro.intro.intro
X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s✝ t✝ : Set X
f : X → Y
y : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y (range f))
s : Set Y
hsy : s ∈ 𝓝 y
t : Set Y
htl : t ∈ l
hd : Disjoint s t
K : Set X
hKc : IsCompact K
hKs : Kᶜ ⊆ f ⁻¹' s
⊢ ∃ x ∈ insert y (range f), ClusterPt x l
state_after: case neg.intro.intro.intro.intro.intro.intro
X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s✝ t✝ : Set X
f : X → Y
y : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y (range f))
s : Set Y
hsy : s ∈ 𝓝 y
t : Set Y
htl : t ∈ l
hd : Disjoint s t
K : Set X
hKc : IsCompact K
hKs : Kᶜ ⊆ f ⁻¹' s
this : f '' K ∈ l
⊢ ∃ x ∈ insert y (range f), ClusterPt x l
tactic: have : f '' K ∈ l := by
    filter_upwards [htl, le_principal_iff.1 hle] with y hyt hyf
    rcases hyf with (rfl | ⟨x, rfl⟩)
    exacts [(hd.le_bot ⟨mem_of_mem_nhds hsy, hyt⟩).elim,
      mem_image_of_mem _ (not_not.1 fun hxK => hd.le_bot ⟨hKs hxK, hyt⟩)]
state_before: case neg.intro.intro.intro.intro.intro.intro
X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s✝ t✝ : Set X
f : X → Y
y : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y (range f))
s : Set Y
hsy : s ∈ 𝓝 y
t : Set Y
htl : t ∈ l
hd : Disjoint s t
K : Set X
hKc : IsCompact K
hKs : Kᶜ ⊆ f ⁻¹' s
this : f '' K ∈ l
⊢ ∃ x ∈ insert y (range f), ClusterPt x l
state_after: case neg.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s✝ t✝ : Set X
f : X → Y
y✝ : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y✝)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y✝ (range f))
s : Set Y
hsy : s ∈ 𝓝 y✝
t : Set Y
htl : t ∈ l
hd : Disjoint s t
K : Set X
hKc : IsCompact K
hKs : Kᶜ ⊆ f ⁻¹' s
this : f '' K ∈ l
y : Y
hy : y ∈ f '' K
hyl : ClusterPt y l
⊢ ∃ x ∈ insert y✝ (range f), ClusterPt x l
tactic: rcases hKc.image hfc (le_principal_iff.2 this) with ⟨y, hy, hyl⟩
state_before: case neg.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
X : Type u
Y : Type v
ι : Type u_1
inst✝¹ : TopologicalSpace X
inst✝ : TopologicalSpace Y
s✝ t✝ : Set X
f : X → Y
y✝ : Y
hf : Tendsto f (cocompact X) (𝓝 y✝)
hfc : Continuous f
l : Filter Y
hne : l.NeBot
hle : l ≤ 𝓟 (insert y✝ (range f))
s : Set Y
hsy : s ∈ 𝓝 y✝
t : Set Y
htl : t ∈ l
hd : Disjoint s t
K : Set X
hKc : IsCompact K
hKs : Kᶜ ⊆ f ⁻¹' s
this : f '' K ∈ l
y : Y
hy : y ∈ f '' K
hyl : ClusterPt y l
⊢ ∃ x ∈ insert y✝ (range f), ClusterPt x l
state_after: no goals
tactic: exact ⟨y, Or.inr <| image_subset_range _ _ hy, hyl⟩