Theorem: EuclideanGeometry.Sphere.tan_div_two_smul_rotation_pi_div_two_vadd_midpoint_eq_center
File: Mathlib/Geometry/Euclidean/Angle/Sphere.lean

Proof steps:
state_before: V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup V
inst✝³ : InnerProductSpace ℝ V
inst✝² : MetricSpace P
inst✝¹ : NormedAddTorsor V P
hd2 : Fact (finrank ℝ V = 2)
inst✝ : Module.Oriented ℝ V (Fin 2)
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
hp₂ : p₂ ∈ s
h : p₁ ≠ p₂
⊢ ((∡ p₂ p₁ s.center).tan / 2) • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂ = s.center
state_after: case intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup V
inst✝³ : InnerProductSpace ℝ V
inst✝² : MetricSpace P
inst✝¹ : NormedAddTorsor V P
hd2 : Fact (finrank ℝ V = 2)
inst✝ : Module.Oriented ℝ V (Fin 2)
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
hp₂ : p₂ ∈ s
h : p₁ ≠ p₂
r : ℝ
hr : r • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂ = s.center
⊢ ((∡ p₂ p₁ s.center).tan / 2) • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂ = s.center
tactic: obtain ⟨r, hr⟩ := (dist_eq_iff_eq_smul_rotation_pi_div_two_vadd_midpoint h).1
    (dist_center_eq_dist_center_of_mem_sphere hp₁ hp₂)
state_before: case intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup V
inst✝³ : InnerProductSpace ℝ V
inst✝² : MetricSpace P
inst✝¹ : NormedAddTorsor V P
hd2 : Fact (finrank ℝ V = 2)
inst✝ : Module.Oriented ℝ V (Fin 2)
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
hp₂ : p₂ ∈ s
h : p₁ ≠ p₂
r : ℝ
hr : r • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂ = s.center
⊢ ((∡ p₂ p₁ s.center).tan / 2) • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂ = s.center
state_after: case intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup V
inst✝³ : InnerProductSpace ℝ V
inst✝² : MetricSpace P
inst✝¹ : NormedAddTorsor V P
hd2 : Fact (finrank ℝ V = 2)
inst✝ : Module.Oriented ℝ V (Fin 2)
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
hp₂ : p₂ ∈ s
h : p₁ ≠ p₂
r : ℝ
hr : r • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂ = s.center
⊢ ((o.oangle (midpoint ℝ p₁ p₂ -ᵥ p₁) (r • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) + (midpoint ℝ p₁ p₂ -ᵥ p₁))).tan / 2) •
        (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ
      midpoint ℝ p₁ p₂ =
    r • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂
tactic: rw [← hr, ← oangle_midpoint_rev_left, oangle, vadd_vsub_assoc]
state_before: case intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup V
inst✝³ : InnerProductSpace ℝ V
inst✝² : MetricSpace P
inst✝¹ : NormedAddTorsor V P
hd2 : Fact (finrank ℝ V = 2)
inst✝ : Module.Oriented ℝ V (Fin 2)
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
hp₂ : p₂ ∈ s
h : p₁ ≠ p₂
r : ℝ
hr : r • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂ = s.center
⊢ ((o.oangle (midpoint ℝ p₁ p₂ -ᵥ p₁) (r • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) + (midpoint ℝ p₁ p₂ -ᵥ p₁))).tan / 2) •
        (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ
      midpoint ℝ p₁ p₂ =
    r • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂
state_after: case intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup V
inst✝³ : InnerProductSpace ℝ V
inst✝² : MetricSpace P
inst✝¹ : NormedAddTorsor V P
hd2 : Fact (finrank ℝ V = 2)
inst✝ : Module.Oriented ℝ V (Fin 2)
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
hp₂ : p₂ ∈ s
h : p₁ ≠ p₂
r : ℝ
hr : r • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂ = s.center
⊢ ((o.oangle (midpoint ℝ p₁ p₂ -ᵥ p₁)
              (r • (o.rotation ↑(π / 2)) (2 • (midpoint ℝ p₁ p₂ -ᵥ p₁)) + (midpoint ℝ p₁ p₂ -ᵥ p₁))).tan /
          2) •
        (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ
      midpoint ℝ p₁ p₂ =
    r • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂
tactic: nth_rw 1 [show p₂ -ᵥ p₁ = (2 : ℝ) • (midpoint ℝ p₁ p₂ -ᵥ p₁) by simp]
state_before: case intro
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup V
inst✝³ : InnerProductSpace ℝ V
inst✝² : MetricSpace P
inst✝¹ : NormedAddTorsor V P
hd2 : Fact (finrank ℝ V = 2)
inst✝ : Module.Oriented ℝ V (Fin 2)
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
hp₂ : p₂ ∈ s
h : p₁ ≠ p₂
r : ℝ
hr : r • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂ = s.center
⊢ ((o.oangle (midpoint ℝ p₁ p₂ -ᵥ p₁)
              (r • (o.rotation ↑(π / 2)) (2 • (midpoint ℝ p₁ p₂ -ᵥ p₁)) + (midpoint ℝ p₁ p₂ -ᵥ p₁))).tan /
          2) •
        (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ
      midpoint ℝ p₁ p₂ =
    r • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂
state_after: case intro.h
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup V
inst✝³ : InnerProductSpace ℝ V
inst✝² : MetricSpace P
inst✝¹ : NormedAddTorsor V P
hd2 : Fact (finrank ℝ V = 2)
inst✝ : Module.Oriented ℝ V (Fin 2)
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
hp₂ : p₂ ∈ s
h : p₁ ≠ p₂
r : ℝ
hr : r • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂ = s.center
⊢ midpoint ℝ p₁ p₂ -ᵥ p₁ ≠ 0
tactic: rw [map_smul, smul_smul, add_comm, o.tan_oangle_add_right_smul_rotation_pi_div_two,
    mul_div_cancel_right₀ _ (two_ne_zero' ℝ)]
state_before: case intro.h
V : Type u_1
P : Type u_2
inst✝⁴ : NormedAddCommGroup V
inst✝³ : InnerProductSpace ℝ V
inst✝² : MetricSpace P
inst✝¹ : NormedAddTorsor V P
hd2 : Fact (finrank ℝ V = 2)
inst✝ : Module.Oriented ℝ V (Fin 2)
s : Sphere P
p₁ p₂ : P
hp₁ : p₁ ∈ s
hp₂ : p₂ ∈ s
h : p₁ ≠ p₂
r : ℝ
hr : r • (o.rotation ↑(π / 2)) (p₂ -ᵥ p₁) +ᵥ midpoint ℝ p₁ p₂ = s.center
⊢ midpoint ℝ p₁ p₂ -ᵥ p₁ ≠ 0
state_after: no goals
tactic: simpa using h.symm