Theorem: NormedSpace.noncompactSpace
File: Mathlib/Analysis/NormedSpace/Basic.lean

tactic: by_cases H : ∃ c : 𝕜, c ≠ 0 ∧ ‖c‖ ≠ 1
state_before: 𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
⊢ NoncompactSpace E
state_after: case pos
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ∃ c, c ≠ 0 ∧ ‖c‖ ≠ 1
⊢ NoncompactSpace E

case neg
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ¬∃ c, c ≠ 0 ∧ ‖c‖ ≠ 1
⊢ NoncompactSpace E

tactic: letI := NontriviallyNormedField.ofNormNeOne H
state_before: case pos
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ∃ c, c ≠ 0 ∧ ‖c‖ ≠ 1
⊢ NoncompactSpace E
state_after: case pos
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ∃ c, c ≠ 0 ∧ ‖c‖ ≠ 1
this : NontriviallyNormedField 𝕜 := NontriviallyNormedField.ofNormNeOne H
⊢ NoncompactSpace E

tactic: exact ⟨fun h ↦ NormedSpace.unbounded_univ 𝕜 E h.isBounded⟩
state_before: case pos
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ∃ c, c ≠ 0 ∧ ‖c‖ ≠ 1
this : NontriviallyNormedField 𝕜 := NontriviallyNormedField.ofNormNeOne H
⊢ NoncompactSpace E
state_after: no goals

tactic: push_neg at H
state_before: case neg
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ¬∃ c, c ≠ 0 ∧ ‖c‖ ≠ 1
⊢ NoncompactSpace E
state_after: case neg
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ∀ (c : 𝕜), c ≠ 0 → ‖c‖ = 1
⊢ NoncompactSpace E

tactic: rcases exists_ne (0 : E) with ⟨x, hx⟩
state_before: case neg
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ∀ (c : 𝕜), c ≠ 0 → ‖c‖ = 1
⊢ NoncompactSpace E
state_after: case neg.intro
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ∀ (c : 𝕜), c ≠ 0 → ‖c‖ = 1
x : E
hx : x ≠ 0
⊢ NoncompactSpace E

tactic: refine closedEmbedding_of_pairwise_le_dist (norm_pos_iff.2 hx) fun k n hne ↦ ?_
state_before: case neg.intro
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ∀ (c : 𝕜), c ≠ 0 → ‖c‖ = 1
x : E
hx : x ≠ 0
⊢ ClosedEmbedding fun x_1 => (Infinite.natEmbedding 𝕜) x_1 • x
state_after: case neg.intro
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ∀ (c : 𝕜), c ≠ 0 → ‖c‖ = 1
x : E
hx : x ≠ 0
k n : ℕ
hne : k ≠ n
⊢ (fun x_1 y => ‖x‖ ≤ dist ((Infinite.natEmbedding 𝕜) x_1 • x) ((Infinite.natEmbedding 𝕜) y • x)) k n

tactic: simp only [dist_eq_norm, ← sub_smul, norm_smul]
state_before: case neg.intro
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ∀ (c : 𝕜), c ≠ 0 → ‖c‖ = 1
x : E
hx : x ≠ 0
k n : ℕ
hne : k ≠ n
⊢ (fun x_1 y => ‖x‖ ≤ dist ((Infinite.natEmbedding 𝕜) x_1 • x) ((Infinite.natEmbedding 𝕜) y • x)) k n
state_after: case neg.intro
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ∀ (c : 𝕜), c ≠ 0 → ‖c‖ = 1
x : E
hx : x ≠ 0
k n : ℕ
hne : k ≠ n
⊢ ‖x‖ ≤ ‖(Infinite.natEmbedding 𝕜) k - (Infinite.natEmbedding 𝕜) n‖ * ‖x‖

tactic: rw [H, one_mul]
state_before: case neg.intro
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ∀ (c : 𝕜), c ≠ 0 → ‖c‖ = 1
x : E
hx : x ≠ 0
k n : ℕ
hne : k ≠ n
⊢ ‖x‖ ≤ ‖(Infinite.natEmbedding 𝕜) k - (Infinite.natEmbedding 𝕜) n‖ * ‖x‖
state_after: case neg.intro._
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ∀ (c : 𝕜), c ≠ 0 → ‖c‖ = 1
x : E
hx : x ≠ 0
k n : ℕ
hne : k ≠ n
⊢ (Infinite.natEmbedding 𝕜) k - (Infinite.natEmbedding 𝕜) n ≠ 0

tactic: rwa [sub_ne_zero, (Embedding.injective _).ne_iff]
state_before: case neg.intro._
𝕜 : Type u_1
𝕜' : Type u_2
E : Type u_3
F : Type u_4
α : Type u_5
inst✝⁴ : NormedField 𝕜
inst✝³ : Infinite 𝕜
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : Nontrivial E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
H : ∀ (c : 𝕜), c ≠ 0 → ‖c‖ = 1
x : E
hx : x ≠ 0
k n : ℕ
hne : k ≠ n
⊢ (Infinite.natEmbedding 𝕜) k - (Infinite.natEmbedding 𝕜) n ≠ 0
state_after: no goals