Theorem: Function.HasMaxCutProperty.forbids_commutativeFractionalPolymorphism
File: Mathlib/Combinatorics/Optimization/ValuedCSP.lean

Proof steps:
state_before: D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
mcf : HasMaxCutProperty f
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
⊢ ¬AdmitsFractional f ω
state_after: D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
mcf : HasMaxCutProperty f
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
contr : AdmitsFractional f ω
⊢ False
tactic: intro contr
state_before: D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
mcf : HasMaxCutProperty f
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
contr : AdmitsFractional f ω
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro
D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
contr : AdmitsFractional f ω
a b : D
hab : a ≠ b
mcfab : HasMaxCutPropertyAt f a b
⊢ False
tactic: obtain ⟨a, b, hab, mcfab⟩ := mcf
state_before: case intro.intro.intro
D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
contr : AdmitsFractional f ω
a b : D
hab : a ≠ b
mcfab : HasMaxCutPropertyAt f a b
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro
D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
a b : D
hab : a ≠ b
mcfab : HasMaxCutPropertyAt f a b
contr : 2 • (Multiset.map f (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum ≤ ω.size • ∑ i : Fin 2, f (![![a, b], ![b, a]] i)
⊢ False
tactic: specialize contr ![![a, b], ![b, a]]
state_before: case intro.intro.intro
D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
a b : D
hab : a ≠ b
mcfab : HasMaxCutPropertyAt f a b
contr : 2 • (Multiset.map f (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum ≤ ω.size • ∑ i : Fin 2, f (![![a, b], ![b, a]] i)
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro
D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
a b : D
hab : a ≠ b
mcfab : HasMaxCutPropertyAt f a b
contr : 2 • (Multiset.map f (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum ≤ ω.size • 2 • f ![a, b]
⊢ False
tactic: rw [Fin.sum_univ_two', ← mcfab.left, ← two_nsmul] at contr
state_before: case intro.intro.intro
D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
a b : D
hab : a ≠ b
mcfab : HasMaxCutPropertyAt f a b
contr : 2 • (Multiset.map f (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum ≤ ω.size • 2 • f ![a, b]
sharp :
  2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum <
    2 • (Multiset.map (fun r => f r) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro
D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
a b : D
hab : a ≠ b
mcfab : HasMaxCutPropertyAt f a b
contr : 2 • (Multiset.map f (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum ≤ ω.size • 2 • f ![a, b]
sharp :
  2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum <
    2 • (Multiset.map (fun r => f r) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum
impos : 2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) ω).sum < ω.size • 2 • f ![a, b]
⊢ False
tactic: have impos : 2 • (ω.map (fun _ => f ![a, b])).sum < ω.size • 2 • f ![a, b] := by
    convert lt_of_lt_of_le sharp contr
    simp [FractionalOperation.tt, Multiset.map_map]
state_before: case intro.intro.intro
D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
a b : D
hab : a ≠ b
mcfab : HasMaxCutPropertyAt f a b
contr : 2 • (Multiset.map f (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum ≤ ω.size • 2 • f ![a, b]
sharp :
  2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum <
    2 • (Multiset.map (fun r => f r) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum
impos : 2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) ω).sum < ω.size • 2 • f ![a, b]
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro
D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
a b : D
hab : a ≠ b
mcfab : HasMaxCutPropertyAt f a b
contr : 2 • (Multiset.map f (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum ≤ ω.size • 2 • f ![a, b]
sharp :
  2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum <
    2 • (Multiset.map (fun r => f r) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum
impos : 2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) ω).sum < ω.size • 2 • f ![a, b]
rhs_swap : ω.size • 2 • f ![a, b] = 2 • ω.size • f ![a, b]
⊢ False
tactic: have rhs_swap : ω.size • 2 • f ![a, b] = 2 • ω.size • f ![a, b] := nsmul_left_comm ..
state_before: case intro.intro.intro
D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
a b : D
hab : a ≠ b
mcfab : HasMaxCutPropertyAt f a b
contr : 2 • (Multiset.map f (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum ≤ ω.size • 2 • f ![a, b]
sharp :
  2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum <
    2 • (Multiset.map (fun r => f r) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum
impos : 2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) ω).sum < ω.size • 2 • f ![a, b]
rhs_swap : ω.size • 2 • f ![a, b] = 2 • ω.size • f ![a, b]
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro
D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
a b : D
hab : a ≠ b
mcfab : HasMaxCutPropertyAt f a b
contr : 2 • (Multiset.map f (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum ≤ ω.size • 2 • f ![a, b]
sharp :
  2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum <
    2 • (Multiset.map (fun r => f r) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum
impos : 2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) ω).sum < ω.size • 2 • f ![a, b]
rhs_swap : ω.size • 2 • f ![a, b] = 2 • ω.size • f ![a, b]
distrib : (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) ω).sum = ω.size • f ![a, b]
⊢ False
tactic: have distrib : (ω.map (fun _ => f ![a, b])).sum = ω.size • f ![a, b] := by simp
state_before: case intro.intro.intro
D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
a b : D
hab : a ≠ b
mcfab : HasMaxCutPropertyAt f a b
contr : 2 • (Multiset.map f (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum ≤ ω.size • 2 • f ![a, b]
sharp :
  2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum <
    2 • (Multiset.map (fun r => f r) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum
impos : 2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) ω).sum < ω.size • 2 • f ![a, b]
rhs_swap : ω.size • 2 • f ![a, b] = 2 • ω.size • f ![a, b]
distrib : (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) ω).sum = ω.size • f ![a, b]
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro
D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
a b : D
hab : a ≠ b
mcfab : HasMaxCutPropertyAt f a b
contr : 2 • (Multiset.map f (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum ≤ ω.size • 2 • f ![a, b]
sharp :
  2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum <
    2 • (Multiset.map (fun r => f r) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum
impos : 2 • ω.size • f ![a, b] < 2 • ω.size • f ![a, b]
rhs_swap : ω.size • 2 • f ![a, b] = 2 • ω.size • f ![a, b]
distrib : (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) ω).sum = ω.size • f ![a, b]
⊢ False
tactic: rw [rhs_swap, distrib] at impos
state_before: case intro.intro.intro
D : Type u_1
C✝ : Type u_2
inst✝¹ : OrderedAddCommMonoid C✝
m : ℕ
C : Type u_3
inst✝ : OrderedCancelAddCommMonoid C
f : (Fin 2 → D) → C
ω : FractionalOperation D 2
valid : ω.IsValid
symmega : ω.IsSymmetric
a b : D
hab : a ≠ b
mcfab : HasMaxCutPropertyAt f a b
contr : 2 • (Multiset.map f (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum ≤ ω.size • 2 • f ![a, b]
sharp :
  2 • (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum <
    2 • (Multiset.map (fun r => f r) (ω.tt ![![a, b], ![b, a]])).sum
impos : 2 • ω.size • f ![a, b] < 2 • ω.size • f ![a, b]
rhs_swap : ω.size • 2 • f ![a, b] = 2 • ω.size • f ![a, b]
distrib : (Multiset.map (fun x => f ![a, b]) ω).sum = ω.size • f ![a, b]
⊢ False
state_after: no goals
tactic: exact ne_of_lt impos rfl