Theorem: AnalyticAt.exists_eventuallyEq_pow_smul_nonzero_iff
File: Mathlib/Analysis/Analytic/IsolatedZeros.lean

tactic: constructor
state_before: 𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
⊢ (∃ n g, AnalyticAt 𝕜 g z₀ ∧ g z₀ ≠ 0 ∧ ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z) ↔ ¬∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
state_after: case mp
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
⊢ (∃ n g, AnalyticAt 𝕜 g z₀ ∧ g z₀ ≠ 0 ∧ ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z) → ¬∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0

case mpr
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
⊢ (¬∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0) → ∃ n g, AnalyticAt 𝕜 g z₀ ∧ g z₀ ≠ 0 ∧ ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z

tactic: rintro ⟨n, g, hg_an, hg_ne, hg_eq⟩
state_before: case mp
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
⊢ (∃ n g, AnalyticAt 𝕜 g z₀ ∧ g z₀ ≠ 0 ∧ ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z) → ¬∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
state_after: case mp.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g✝ : 𝕜 → E
n✝ : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
n : ℕ
g : 𝕜 → E
hg_an : AnalyticAt 𝕜 g z₀
hg_ne : g z₀ ≠ 0
hg_eq : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
⊢ ¬∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0

tactic: contrapose! hg_ne
state_before: case mp.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g✝ : 𝕜 → E
n✝ : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
n : ℕ
g : 𝕜 → E
hg_an : AnalyticAt 𝕜 g z₀
hg_ne : g z₀ ≠ 0
hg_eq : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
⊢ ¬∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
state_after: case mp.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g✝ : 𝕜 → E
n✝ : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
n : ℕ
g : 𝕜 → E
hg_an : AnalyticAt 𝕜 g z₀
hg_eq : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
hg_ne : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
⊢ g z₀ = 0

tactic: apply EventuallyEq.eq_of_nhds
state_before: case mp.intro.intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g✝ : 𝕜 → E
n✝ : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
n : ℕ
g : 𝕜 → E
hg_an : AnalyticAt 𝕜 g z₀
hg_eq : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
hg_ne : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
⊢ g z₀ = 0
state_after: case mp.intro.intro.intro.intro.h
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g✝ : 𝕜 → E
n✝ : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
n : ℕ
g : 𝕜 → E
hg_an : AnalyticAt 𝕜 g z₀
hg_eq : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
hg_ne : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
⊢ g =ᶠ[𝓝 z₀] fun {z₀} => 0

tactic: rw [EventuallyEq, ← AnalyticAt.frequently_eq_iff_eventually_eq hg_an analyticAt_const]
state_before: case mp.intro.intro.intro.intro.h
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g✝ : 𝕜 → E
n✝ : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
n : ℕ
g : 𝕜 → E
hg_an : AnalyticAt 𝕜 g z₀
hg_eq : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
hg_ne : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
⊢ g =ᶠ[𝓝 z₀] fun {z₀} => 0
state_after: case mp.intro.intro.intro.intro.h
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g✝ : 𝕜 → E
n✝ : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
n : ℕ
g : 𝕜 → E
hg_an : AnalyticAt 𝕜 g z₀
hg_eq : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
hg_ne : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
⊢ ∃ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝[≠] z₀, g z = 0

tactic: refine (eventually_nhdsWithin_iff.mpr ?_).frequently
state_before: case mp.intro.intro.intro.intro.h
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g✝ : 𝕜 → E
n✝ : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
n : ℕ
g : 𝕜 → E
hg_an : AnalyticAt 𝕜 g z₀
hg_eq : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
hg_ne : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
⊢ ∃ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝[≠] z₀, g z = 0
state_after: case mp.intro.intro.intro.intro.h
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g✝ : 𝕜 → E
n✝ : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
n : ℕ
g : 𝕜 → E
hg_an : AnalyticAt 𝕜 g z₀
hg_eq : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
hg_ne : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
⊢ ∀ᶠ (x : 𝕜) in 𝓝 z₀, x ∈ {z₀}ᶜ → g x = 0

tactic: filter_upwards [hg_eq, hg_ne] with z hf_eq hf0 hz
state_before: case mp.intro.intro.intro.intro.h
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g✝ : 𝕜 → E
n✝ : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
n : ℕ
g : 𝕜 → E
hg_an : AnalyticAt 𝕜 g z₀
hg_eq : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
hg_ne : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
⊢ ∀ᶠ (x : 𝕜) in 𝓝 z₀, x ∈ {z₀}ᶜ → g x = 0
state_after: case h
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g✝ : 𝕜 → E
n✝ : ℕ
z✝ z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
n : ℕ
g : 𝕜 → E
hg_an : AnalyticAt 𝕜 g z₀
hg_eq : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
hg_ne : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
z : 𝕜
hf_eq : f z = (z - z₀) ^ n • g z
hf0 : f z = 0
hz : z ∈ {z₀}ᶜ
⊢ g z = 0

tactic: rwa [hf0, eq_comm, smul_eq_zero_iff_right] at hf_eq
state_before: case h
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g✝ : 𝕜 → E
n✝ : ℕ
z✝ z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
n : ℕ
g : 𝕜 → E
hg_an : AnalyticAt 𝕜 g z₀
hg_eq : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
hg_ne : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
z : 𝕜
hf_eq : f z = (z - z₀) ^ n • g z
hf0 : f z = 0
hz : z ∈ {z₀}ᶜ
⊢ g z = 0
state_after: case h
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g✝ : 𝕜 → E
n✝ : ℕ
z✝ z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
n : ℕ
g : 𝕜 → E
hg_an : AnalyticAt 𝕜 g z₀
hg_eq : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
hg_ne : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
z : 𝕜
hf_eq : (z - z₀) ^ n • g z = 0
hf0 : f z = 0
hz : z ∈ {z₀}ᶜ
⊢ (z - z₀) ^ n ≠ 0

tactic: exact pow_ne_zero _ (sub_ne_zero.mpr hz)
state_before: case h
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g✝ : 𝕜 → E
n✝ : ℕ
z✝ z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
n : ℕ
g : 𝕜 → E
hg_an : AnalyticAt 𝕜 g z₀
hg_eq : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
hg_ne : ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
z : 𝕜
hf_eq : (z - z₀) ^ n • g z = 0
hf0 : f z = 0
hz : z ∈ {z₀}ᶜ
⊢ (z - z₀) ^ n ≠ 0
state_after: no goals

tactic: intro hf_ne
state_before: case mpr
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
⊢ (¬∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0) → ∃ n g, AnalyticAt 𝕜 g z₀ ∧ g z₀ ≠ 0 ∧ ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
state_after: case mpr
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
hf_ne : ¬∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
⊢ ∃ n g, AnalyticAt 𝕜 g z₀ ∧ g z₀ ≠ 0 ∧ ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z

tactic: rcases hf with ⟨p, hp⟩
state_before: case mpr
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf : AnalyticAt 𝕜 f z₀
hf_ne : ¬∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
⊢ ∃ n g, AnalyticAt 𝕜 g z₀ ∧ g z₀ ≠ 0 ∧ ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
state_after: case mpr.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p✝ q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf_ne : ¬∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
hp : HasFPowerSeriesAt f p z₀
⊢ ∃ n g, AnalyticAt 𝕜 g z₀ ∧ g z₀ ≠ 0 ∧ ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z

tactic: exact ⟨p.order, _, ⟨_, hp.has_fpower_series_iterate_dslope_fslope p.order⟩,
  hp.iterate_dslope_fslope_ne_zero (hf_ne.imp hp.locally_zero_iff.mpr),
  hp.eq_pow_order_mul_iterate_dslope⟩
state_before: case mpr.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : E
p✝ q : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
f g : 𝕜 → E
n : ℕ
z z₀ : 𝕜
hf_ne : ¬∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = 0
p : FormalMultilinearSeries 𝕜 𝕜 E
hp : HasFPowerSeriesAt f p z₀
⊢ ∃ n g, AnalyticAt 𝕜 g z₀ ∧ g z₀ ≠ 0 ∧ ∀ᶠ (z : 𝕜) in 𝓝 z₀, f z = (z - z₀) ^ n • g z
state_after: no goals