Theorem: Subgroup.properlyDiscontinuousSMul_of_tendsto_cofinite
File: Mathlib/Topology/Algebra/Group/Basic.lean

Proof steps:
state_before: G : Type w
H : Type x
α : Type u
β : Type v
inst✝⁴ : TopologicalSpace G
inst✝³ : Group G
inst✝² : TopologicalGroup G
S✝ : Subgroup G
inst✝¹ : S✝.Normal
inst✝ : IsClosed ↑S✝
S : Subgroup G
hS : Tendsto (⇑S.subtype) cofinite (cocompact G)
⊢ ∀ {K L : Set G}, IsCompact K → IsCompact L → {γ | (fun x => γ • x) '' K ∩ L ≠ ∅}.Finite
state_after: G : Type w
H : Type x
α : Type u
β : Type v
inst✝⁴ : TopologicalSpace G
inst✝³ : Group G
inst✝² : TopologicalGroup G
S✝ : Subgroup G
inst✝¹ : S✝.Normal
inst✝ : IsClosed ↑S✝
S : Subgroup G
hS : Tendsto (⇑S.subtype) cofinite (cocompact G)
K L : Set G
hK : IsCompact K
hL : IsCompact L
⊢ {γ | (fun x => γ • x) '' K ∩ L ≠ ∅}.Finite
tactic: intro K L hK hL
state_before: G : Type w
H : Type x
α : Type u
β : Type v
inst✝⁴ : TopologicalSpace G
inst✝³ : Group G
inst✝² : TopologicalGroup G
S✝ : Subgroup G
inst✝¹ : S✝.Normal
inst✝ : IsClosed ↑S✝
S : Subgroup G
hS : Tendsto (⇑S.subtype) cofinite (cocompact G)
K L : Set G
hK : IsCompact K
hL : IsCompact L
⊢ {γ | (fun x => γ • x) '' K ∩ L ≠ ∅}.Finite
state_after: G : Type w
H✝ : Type x
α : Type u
β : Type v
inst✝⁴ : TopologicalSpace G
inst✝³ : Group G
inst✝² : TopologicalGroup G
S✝ : Subgroup G
inst✝¹ : S✝.Normal
inst✝ : IsClosed ↑S✝
S : Subgroup G
hS : Tendsto (⇑S.subtype) cofinite (cocompact G)
K L : Set G
hK : IsCompact K
hL : IsCompact L
H : (⇑S.subtype ⁻¹' ((fun p => p.1 / p.2) '' L ×ˢ K)ᶜ)ᶜ.Finite
⊢ {γ | (fun x => γ • x) '' K ∩ L ≠ ∅}.Finite
tactic: have H : Set.Finite _ := hS ((hL.prod hK).image continuous_div').compl_mem_cocompact
state_before: G : Type w
H✝ : Type x
α : Type u
β : Type v
inst✝⁴ : TopologicalSpace G
inst✝³ : Group G
inst✝² : TopologicalGroup G
S✝ : Subgroup G
inst✝¹ : S✝.Normal
inst✝ : IsClosed ↑S✝
S : Subgroup G
hS : Tendsto (⇑S.subtype) cofinite (cocompact G)
K L : Set G
hK : IsCompact K
hL : IsCompact L
H : (⇑S.subtype ⁻¹' ((fun p => p.1 / p.2) '' L ×ˢ K)ᶜ)ᶜ.Finite
⊢ {γ | (fun x => γ • x) '' K ∩ L ≠ ∅}.Finite
state_after: G : Type w
H✝ : Type x
α : Type u
β : Type v
inst✝⁴ : TopologicalSpace G
inst✝³ : Group G
inst✝² : TopologicalGroup G
S✝ : Subgroup G
inst✝¹ : S✝.Normal
inst✝ : IsClosed ↑S✝
S : Subgroup G
hS : Tendsto (⇑S.subtype) cofinite (cocompact G)
K L : Set G
hK : IsCompact K
hL : IsCompact L
H : (⇑S.subtype ⁻¹' ((fun p => p.1 / p.2) '' L ×ˢ K)).Finite
⊢ {γ | (fun x => γ • x) '' K ∩ L ≠ ∅}.Finite
tactic: rw [preimage_compl, compl_compl] at H
state_before: G : Type w
H✝ : Type x
α : Type u
β : Type v
inst✝⁴ : TopologicalSpace G
inst✝³ : Group G
inst✝² : TopologicalGroup G
S✝ : Subgroup G
inst✝¹ : S✝.Normal
inst✝ : IsClosed ↑S✝
S : Subgroup G
hS : Tendsto (⇑S.subtype) cofinite (cocompact G)
K L : Set G
hK : IsCompact K
hL : IsCompact L
H : (⇑S.subtype ⁻¹' ((fun p => p.1 / p.2) '' L ×ˢ K)).Finite
⊢ {γ | (fun x => γ • x) '' K ∩ L ≠ ∅}.Finite
state_after: case h.e'_2
G : Type w
H✝ : Type x
α : Type u
β : Type v
inst✝⁴ : TopologicalSpace G
inst✝³ : Group G
inst✝² : TopologicalGroup G
S✝ : Subgroup G
inst✝¹ : S✝.Normal
inst✝ : IsClosed ↑S✝
S : Subgroup G
hS : Tendsto (⇑S.subtype) cofinite (cocompact G)
K L : Set G
hK : IsCompact K
hL : IsCompact L
H : (⇑S.subtype ⁻¹' ((fun p => p.1 / p.2) '' L ×ˢ K)).Finite
⊢ {γ | (fun x => γ • x) '' K ∩ L ≠ ∅} = ⇑S.subtype ⁻¹' ((fun p => p.1 / p.2) '' L ×ˢ K)
tactic: convert H
state_before: case h.e'_2
G : Type w
H✝ : Type x
α : Type u
β : Type v
inst✝⁴ : TopologicalSpace G
inst✝³ : Group G
inst✝² : TopologicalGroup G
S✝ : Subgroup G
inst✝¹ : S✝.Normal
inst✝ : IsClosed ↑S✝
S : Subgroup G
hS : Tendsto (⇑S.subtype) cofinite (cocompact G)
K L : Set G
hK : IsCompact K
hL : IsCompact L
H : (⇑S.subtype ⁻¹' ((fun p => p.1 / p.2) '' L ×ˢ K)).Finite
⊢ {γ | (fun x => γ • x) '' K ∩ L ≠ ∅} = ⇑S.subtype ⁻¹' ((fun p => p.1 / p.2) '' L ×ˢ K)
state_after: case h.e'_2.h
G : Type w
H✝ : Type x
α : Type u
β : Type v
inst✝⁴ : TopologicalSpace G
inst✝³ : Group G
inst✝² : TopologicalGroup G
S✝ : Subgroup G
inst✝¹ : S✝.Normal
inst✝ : IsClosed ↑S✝
S : Subgroup G
hS : Tendsto (⇑S.subtype) cofinite (cocompact G)
K L : Set G
hK : IsCompact K
hL : IsCompact L
H : (⇑S.subtype ⁻¹' ((fun p => p.1 / p.2) '' L ×ˢ K)).Finite
x : ↥S
⊢ x ∈ {γ | (fun x => γ • x) '' K ∩ L ≠ ∅} ↔ x ∈ ⇑S.subtype ⁻¹' ((fun p => p.1 / p.2) '' L ×ˢ K)
tactic: ext x
state_before: case h.e'_2.h
G : Type w
H✝ : Type x
α : Type u
β : Type v
inst✝⁴ : TopologicalSpace G
inst✝³ : Group G
inst✝² : TopologicalGroup G
S✝ : Subgroup G
inst✝¹ : S✝.Normal
inst✝ : IsClosed ↑S✝
S : Subgroup G
hS : Tendsto (⇑S.subtype) cofinite (cocompact G)
K L : Set G
hK : IsCompact K
hL : IsCompact L
H : (⇑S.subtype ⁻¹' ((fun p => p.1 / p.2) '' L ×ˢ K)).Finite
x : ↥S
⊢ x ∈ {γ | (fun x => γ • x) '' K ∩ L ≠ ∅} ↔ x ∈ ⇑S.subtype ⁻¹' ((fun p => p.1 / p.2) '' L ×ˢ K)
state_after: case h.e'_2.h
G : Type w
H✝ : Type x
α : Type u
β : Type v
inst✝⁴ : TopologicalSpace G
inst✝³ : Group G
inst✝² : TopologicalGroup G
S✝ : Subgroup G
inst✝¹ : S✝.Normal
inst✝ : IsClosed ↑S✝
S : Subgroup G
hS : Tendsto (⇑S.subtype) cofinite (cocompact G)
K L : Set G
hK : IsCompact K
hL : IsCompact L
H : (⇑S.subtype ⁻¹' ((fun p => p.1 / p.2) '' L ×ˢ K)).Finite
x : ↥S
⊢ x • K ∩ L ≠ ∅ ↔ ∃ a b, (a, b) ∈ L ×ˢ K ∧ a / b = ↑x
tactic: simp only [image_smul, mem_setOf_eq, coeSubtype, mem_preimage, mem_image, Prod.exists]
state_before: case h.e'_2.h
G : Type w
H✝ : Type x
α : Type u
β : Type v
inst✝⁴ : TopologicalSpace G
inst✝³ : Group G
inst✝² : TopologicalGroup G
S✝ : Subgroup G
inst✝¹ : S✝.Normal
inst✝ : IsClosed ↑S✝
S : Subgroup G
hS : Tendsto (⇑S.subtype) cofinite (cocompact G)
K L : Set G
hK : IsCompact K
hL : IsCompact L
H : (⇑S.subtype ⁻¹' ((fun p => p.1 / p.2) '' L ×ˢ K)).Finite
x : ↥S
⊢ x • K ∩ L ≠ ∅ ↔ ∃ a b, (a, b) ∈ L ×ˢ K ∧ a / b = ↑x
state_after: no goals
tactic: exact Set.smul_inter_ne_empty_iff'