Theorem: Caratheodory.mem_convexHull_erase
File: Mathlib/Analysis/Convex/Caratheodory.lean

tactic: simp only [Finset.convexHull_eq, mem_setOf_eq] at m⊢
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
h : ¬AffineIndependent 𝕜 Subtype.val
x : E
m : x ∈ ↑(convexHull 𝕜).toOrderHom ↑t
⊢ ∃ y, x ∈ ↑(convexHull 𝕜).toOrderHom ↑(erase t ↑y)

tactic: obtain ⟨f, fpos, fsum, rfl⟩ := m
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
h : ¬AffineIndependent 𝕜 Subtype.val
x : E
m : ∃ w x_1 x_2, centerMass t w id = x
⊢ ∃ y w x_1 x_2, centerMass (erase t ↑y) w id = x

tactic: obtain ⟨g, gcombo, gsum, gpos⟩ := exists_nontrivial_relation_sum_zero_of_not_affine_ind h
state_before: case intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
h : ¬AffineIndependent 𝕜 Subtype.val
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
⊢ ∃ y w x x, centerMass (erase t ↑y) w id = centerMass t f id

tactic: replace gpos := exists_pos_of_sum_zero_of_exists_nonzero g gsum gpos
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
h : ¬AffineIndependent 𝕜 Subtype.val
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ x, x ∈ t ∧ g x ≠ 0
⊢ ∃ y w x x, centerMass (erase t ↑y) w id = centerMass t f id

tactic: clear h
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
h : ¬AffineIndependent 𝕜 Subtype.val
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
⊢ ∃ y w x x, centerMass (erase t ↑y) w id = centerMass t f id

tactic: let s := @Finset.filter _ (fun z => 0 < g z) (fun _ => LinearOrder.decidableLT _ _) t
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
⊢ ∃ y w x x, centerMass (erase t ↑y) w id = centerMass t f id

tactic: obtain ⟨i₀, mem, w⟩ : ∃ i₀ ∈ s, ∀ i ∈ s, f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i := by
  apply s.exists_min_image fun z => f z / g z
  obtain ⟨x, hx, hgx⟩ : ∃ x ∈ t, 0 < g x := gpos
  exact ⟨x, mem_filter.mpr ⟨hx, hgx⟩⟩
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
⊢ ∃ y w x x, centerMass (erase t ↑y) w id = centerMass t f id

tactic: have hg : 0 < g i₀ := by
  rw [mem_filter] at mem
  exact mem.2
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
⊢ ∃ y w x x, centerMass (erase t ↑y) w id = centerMass t f id

tactic: have hi₀ : i₀ ∈ t := filter_subset _ _ mem
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
⊢ ∃ y w x x, centerMass (erase t ↑y) w id = centerMass t f id

tactic: let k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
⊢ ∃ y w x x, centerMass (erase t ↑y) w id = centerMass t f id

tactic: have hk : k i₀ = 0 := by field_simp [ne_of_gt hg]
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
⊢ ∃ y w x x, centerMass (erase t ↑y) w id = centerMass t f id

tactic: have ksum : (∑ e in t.erase i₀, k e) = 1 := by
  calc
    (∑ e in t.erase i₀, k e) = ∑ e in t, k e := by
      conv_rhs => rw [← insert_erase hi₀, sum_insert (not_mem_erase i₀ t), hk, zero_add]
    _ = ∑ e in t, (f e - f i₀ / g i₀ * g e) := rfl
    _ = 1 := by rw [sum_sub_distrib, fsum, ← mul_sum, gsum, MulZeroClass.mul_zero, sub_zero]
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
⊢ ∃ y w x x, centerMass (erase t ↑y) w id = centerMass t f id

tactic: refine' ⟨⟨i₀, hi₀⟩, k, _, by convert ksum, _⟩
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
⊢ ∃ y w x x, centerMass (erase t ↑y) w id = centerMass t f id

tactic: apply s.exists_min_image fun z => f z / g z
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
⊢ ∃ i₀, i₀ ∈ s ∧ ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i

tactic: obtain ⟨x, hx, hgx⟩ : ∃ x ∈ t, 0 < g x := gpos
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
⊢ Finset.Nonempty s

tactic: exact ⟨x, mem_filter.mpr ⟨hx, hgx⟩⟩
state_before: case intro.intro
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
x : E
hx : x ∈ t
hgx : 0 < g x
⊢ Finset.Nonempty s

tactic: rw [mem_filter] at mem
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
⊢ 0 < g i₀

tactic: exact mem.2
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ t ∧ 0 < g i₀
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
⊢ 0 < g i₀

tactic: field_simp [ne_of_gt hg]
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
⊢ k i₀ = 0

tactic: calc
  (∑ e in t.erase i₀, k e) = ∑ e in t, k e := by
    conv_rhs => rw [← insert_erase hi₀, sum_insert (not_mem_erase i₀ t), hk, zero_add]
  _ = ∑ e in t, (f e - f i₀ / g i₀ * g e) := rfl
  _ = 1 := by rw [sum_sub_distrib, fsum, ← mul_sum, gsum, MulZeroClass.mul_zero, sub_zero]
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
⊢ ∑ e in erase t i₀, k e = 1

tactic: conv_rhs => rw [← insert_erase hi₀, sum_insert (not_mem_erase i₀ t), hk, zero_add]
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
⊢ ∑ e in erase t i₀, k e = ∑ e in t, k e

tactic: rw [sum_sub_distrib, fsum, ← mul_sum, gsum, MulZeroClass.mul_zero, sub_zero]
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
⊢ ∑ e in t, (f e - f i₀ / g i₀ * g e) = 1

tactic: convert ksum
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
⊢ ∑ y in erase t ↑{ val := i₀, property := hi₀ }, k y = 1

tactic: simp only [and_imp, sub_nonneg, mem_erase, Ne.def, Subtype.coe_mk]
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.refine'_1
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
⊢ ∀ (y : E), y ∈ erase t ↑{ val := i₀, property := hi₀ } → 0 ≤ k y

tactic: intro e _ het
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.refine'_1
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
⊢ ∀ (y : E), ¬y = i₀ → y ∈ t → f i₀ / g i₀ * g y ≤ f y

tactic: by_cases hes : e ∈ s
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.refine'_1
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
e : E
a✝ : ¬e = i₀
het : e ∈ t
⊢ f i₀ / g i₀ * g e ≤ f e

tactic: have hge : 0 < g e := by
  rw [mem_filter] at hes
  exact hes.2
state_before: case pos
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
e : E
a✝ : ¬e = i₀
het : e ∈ t
hes : e ∈ s
⊢ f i₀ / g i₀ * g e ≤ f e

tactic: rw [← le_div_iff hge]
state_before: case pos
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
e : E
a✝ : ¬e = i₀
het : e ∈ t
hes : e ∈ s
hge : 0 < g e
⊢ f i₀ / g i₀ * g e ≤ f e

tactic: exact w _ hes
state_before: case pos
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
e : E
a✝ : ¬e = i₀
het : e ∈ t
hes : e ∈ s
hge : 0 < g e
⊢ f i₀ / g i₀ ≤ f e / g e

tactic: rw [mem_filter] at hes
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
e : E
a✝ : ¬e = i₀
het : e ∈ t
hes : e ∈ s
⊢ 0 < g e

tactic: exact hes.2
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
e : E
a✝ : ¬e = i₀
het : e ∈ t
hes : e ∈ t ∧ 0 < g e
⊢ 0 < g e

tactic: apply mul_nonpos_of_nonneg_of_nonpos
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
e : E
a✝ : ¬e = i₀
het : e ∈ t
hes : ¬e ∈ s
⊢ f i₀ / g i₀ * g e ≤ 0

tactic: apply div_nonneg (fpos i₀ (mem_of_subset (filter_subset _ t) mem)) (le_of_lt hg)
state_before: case ha
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
e : E
a✝ : ¬e = i₀
het : e ∈ t
hes : ¬e ∈ s
⊢ 0 ≤ f i₀ / g i₀

tactic: simpa only [mem_filter, het, true_and_iff, not_lt] using hes
state_before: case hb
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
e : E
a✝ : ¬e = i₀
het : e ∈ t
hes : ¬e ∈ s
⊢ g e ≤ 0

tactic: rw [Subtype.coe_mk, centerMass_eq_of_sum_1 _ id ksum]
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.refine'_2
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
⊢ centerMass (erase t ↑{ val := i₀, property := hi₀ }) k id = centerMass t f id

tactic: calc
  (∑ e in t.erase i₀, k e • e) = ∑ e in t, k e • e := sum_erase _ (by rw [hk, zero_smul])
  _ = ∑ e in t, (f e - f i₀ / g i₀ * g e) • e := rfl
  _ = t.centerMass f id := by
    simp only [sub_smul, mul_smul, sum_sub_distrib, ← smul_sum, gcombo, smul_zero, sub_zero,
      centerMass, fsum, inv_one, one_smul, id.def]
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.intro.refine'_2
𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
⊢ ∑ i in erase t i₀, k i • id i = centerMass t f id

tactic: rw [hk, zero_smul]
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
⊢ k i₀ • i₀ = 0

tactic: simp only [sub_smul, mul_smul, sum_sub_distrib, ← smul_sum, gcombo, smul_zero, sub_zero,
  centerMass, fsum, inv_one, one_smul, id.def]
state_before: 𝕜 : Type u_1
E : Type u
inst✝³ : LinearOrderedField 𝕜
inst✝² : AddCommGroup E
inst✝¹ : Module 𝕜 E
inst✝ : DecidableEq E
t : Finset E
f : E → 𝕜
fpos : ∀ (y : E), y ∈ t → 0 ≤ f y
fsum : ∑ y in t, f y = 1
g : E → 𝕜
gcombo : ∑ e in t, g e • e = 0
gsum : ∑ e in t, g e = 0
gpos : ∃ i, i ∈ t ∧ 0 < g i
s : Finset E := filter (fun z => 0 < g z) t
i₀ : E
mem : i₀ ∈ s
w : ∀ (i : E), i ∈ s → f i₀ / g i₀ ≤ f i / g i
hg : 0 < g i₀
hi₀ : i₀ ∈ t
k : E → 𝕜 := fun z => f z - f i₀ / g i₀ * g z
hk : k i₀ = 0
ksum : ∑ e in erase t i₀, k e = 1
⊢ ∑ e in t, (f e - f i₀ / g i₀ * g e) • e = centerMass t f id