Theorem: padicNormE.defn
File: Mathlib/NumberTheory/Padics/PadicNumbers.lean

tactic: dsimp [padicNormE]
state_before: p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
⊢ ∃ N, ∀ i ≥ N, padicNormE (Padic.mk f - ↑(↑f i)) < ε
state_after: p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
⊢ ∃ N, ∀ i ≥ N, Quotient.lift PadicSeq.norm ⋯ (Padic.mk f - ↑(↑f i)) < ε

tactic: suffices hyp : ∃ N, ∀ i ≥ N, (f - const _ (f i)).norm < ε by peel hyp with N; use N
state_before: p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
⊢ ∃ N, ∀ i ≥ N, Quotient.lift PadicSeq.norm ⋯ (Padic.mk f - ↑(↑f i)) < ε
state_after: p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
⊢ ∃ N, ∀ i ≥ N, (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm < ε

tactic: by_contra! h
state_before: p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
⊢ ∃ N, ∀ i ≥ N, (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm < ε
state_after: p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
⊢ False

tactic: cases' cauchy₂ f hε with N hN
state_before: p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
⊢ False
state_after: case intro
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
⊢ False

tactic: rcases h N with ⟨i, hi, hge⟩
state_before: case intro
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hge : ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
⊢ False

tactic: have hne : ¬f - const (padicNorm p) (f i) ≈ 0 := fun h ↦ by
  rw [PadicSeq.norm, dif_pos h] at hge
  exact not_lt_of_ge hge hε
state_before: case intro.intro.intro
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hge : ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hge : ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
⊢ False

tactic: unfold PadicSeq.norm at hge
state_before: case intro.intro.intro
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hge : ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hge :
  ε ≤
    if hf : f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0 then 0
    else padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hf))
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
⊢ False

tactic: split_ifs at hge
state_before: case intro.intro.intro
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hge :
  ε ≤
    if hf : f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0 then 0
    else padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hf))
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
⊢ False
state_after: case intro.intro.intro
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
hge : ε ≤ padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
⊢ False

tactic: apply not_le_of_gt _ hge
state_before: case intro.intro.intro
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
hge : ε ≤ padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
⊢ False
state_after: p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
hge : ε ≤ padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
⊢ ε > padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))

tactic: cases' _root_.em (N ≤ stationaryPoint hne) with hgen hngen
state_before: p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
hge : ε ≤ padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
⊢ ε > padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
state_after: case inl
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
hge : ε ≤ padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
hgen : N ≤ stationaryPoint hne
⊢ ε > padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))

case inr
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
hge : ε ≤ padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
hngen : ¬N ≤ stationaryPoint hne
⊢ ε > padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))

tactic: peel hyp with N
state_before: p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
hyp : ∃ N, ∀ i ≥ N, (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm < ε
⊢ ∃ N, ∀ i ≥ N, Quotient.lift PadicSeq.norm ⋯ (Padic.mk f - ↑(↑f i)) < ε
state_after: case h.h.h
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
hyp : ∃ N, ∀ i ≥ N, (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm < ε
N✝ i✝ : ℕ
a✝ : i✝ ≥ N✝
N : (f - const (padicNorm p) (↑f i✝)).norm < ε
⊢ Quotient.lift PadicSeq.norm ⋯ (Padic.mk f - ↑(↑f i✝)) < ε

tactic: use N
state_before: case h.h.h
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
hyp : ∃ N, ∀ i ≥ N, (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm < ε
N✝ i✝ : ℕ
a✝ : i✝ ≥ N✝
N : (f - const (padicNorm p) (↑f i✝)).norm < ε
⊢ Quotient.lift PadicSeq.norm ⋯ (Padic.mk f - ↑(↑f i✝)) < ε
state_after: no goals

tactic: rw [PadicSeq.norm, dif_pos h] at hge
state_before: p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h✝ : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hge : ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
h : f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
⊢ False
state_after: p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h✝ : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hge : ε ≤ 0
h : f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
⊢ False

tactic: exact not_lt_of_ge hge hε
state_before: p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h✝ : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hge : ε ≤ 0
h : f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
⊢ False
state_after: no goals

tactic: apply hN _ hgen _ hi
state_before: case inl
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
hge : ε ≤ padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
hgen : N ≤ stationaryPoint hne
⊢ ε > padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
state_after: no goals

tactic: have := stationaryPoint_spec hne le_rfl (le_of_not_le hngen)
state_before: case inr
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
hge : ε ≤ padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
hngen : ¬N ≤ stationaryPoint hne
⊢ ε > padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
state_after: case inr
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
hge : ε ≤ padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
hngen : ¬N ≤ stationaryPoint hne
this :
  padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) N) =
    padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
⊢ ε > padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))

tactic: rw [← this]
state_before: case inr
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
hge : ε ≤ padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
hngen : ¬N ≤ stationaryPoint hne
this :
  padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) N) =
    padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
⊢ ε > padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
state_after: case inr
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
hge : ε ≤ padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
hngen : ¬N ≤ stationaryPoint hne
this :
  padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) N) =
    padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
⊢ ε > padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) N)

tactic: exact hN _ le_rfl _ hi
state_before: case inr
p : ℕ
inst✝ : Fact (Nat.Prime p)
f : PadicSeq p
ε : ℚ
hε : 0 < ε
h : ∀ (N : ℕ), ∃ i ≥ N, ε ≤ (f - const (padicNorm p) (↑f i)).norm
N : ℕ
hN : ∀ j ≥ N, ∀ k ≥ N, padicNorm p (↑f j - ↑f k) < ε
i : ℕ
hi : i ≥ N
hne : ¬f - const (padicNorm p) (↑f i) ≈ 0
hge : ε ≤ padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
hngen : ¬N ≤ stationaryPoint hne
this :
  padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) N) =
    padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) (stationaryPoint hne))
⊢ ε > padicNorm p (↑(f - const (padicNorm p) (↑f i)) N)
state_after: no goals