Theorem: ENNReal.rpow_sum_le_const_mul_sum_rpow
File: Mathlib/Analysis/MeanInequalities.lean

tactic: cases' eq_or_lt_of_le hp with hp hp
state_before: ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q : ℝ
hp : 1 ≤ p
⊢ (∑ i ∈ s, f i) ^ p ≤ ↑s.card ^ (p - 1) * ∑ i ∈ s, f i ^ p
state_after: case inl
ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 = p
⊢ (∑ i ∈ s, f i) ^ p ≤ ↑s.card ^ (p - 1) * ∑ i ∈ s, f i ^ p

case inr
ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 < p
⊢ (∑ i ∈ s, f i) ^ p ≤ ↑s.card ^ (p - 1) * ∑ i ∈ s, f i ^ p

tactic: let q : ℝ := p / (p - 1)
state_before: case inr
ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 < p
⊢ (∑ i ∈ s, f i) ^ p ≤ ↑s.card ^ (p - 1) * ∑ i ∈ s, f i ^ p
state_after: case inr
ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q✝ : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 < p
q : ℝ := p / (p - 1)
⊢ (∑ i ∈ s, f i) ^ p ≤ ↑s.card ^ (p - 1) * ∑ i ∈ s, f i ^ p

tactic: have hpq : p.IsConjExponent q := .conjExponent hp
state_before: case inr
ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q✝ : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 < p
q : ℝ := p / (p - 1)
⊢ (∑ i ∈ s, f i) ^ p ≤ ↑s.card ^ (p - 1) * ∑ i ∈ s, f i ^ p
state_after: case inr
ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q✝ : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 < p
q : ℝ := p / (p - 1)
hpq : p.IsConjExponent q
⊢ (∑ i ∈ s, f i) ^ p ≤ ↑s.card ^ (p - 1) * ∑ i ∈ s, f i ^ p

tactic: have hp₁ : 1 / p * p = 1 := one_div_mul_cancel hpq.ne_zero
state_before: case inr
ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q✝ : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 < p
q : ℝ := p / (p - 1)
hpq : p.IsConjExponent q
⊢ (∑ i ∈ s, f i) ^ p ≤ ↑s.card ^ (p - 1) * ∑ i ∈ s, f i ^ p
state_after: case inr
ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q✝ : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 < p
q : ℝ := p / (p - 1)
hpq : p.IsConjExponent q
hp₁ : 1 / p * p = 1
⊢ (∑ i ∈ s, f i) ^ p ≤ ↑s.card ^ (p - 1) * ∑ i ∈ s, f i ^ p

tactic: have hq : 1 / q * p = p - 1 := by
  rw [← hpq.div_conj_eq_sub_one]
  ring
state_before: case inr
ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q✝ : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 < p
q : ℝ := p / (p - 1)
hpq : p.IsConjExponent q
hp₁ : 1 / p * p = 1
⊢ (∑ i ∈ s, f i) ^ p ≤ ↑s.card ^ (p - 1) * ∑ i ∈ s, f i ^ p
state_after: case inr
ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q✝ : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 < p
q : ℝ := p / (p - 1)
hpq : p.IsConjExponent q
hp₁ : 1 / p * p = 1
hq : 1 / q * p = p - 1
⊢ (∑ i ∈ s, f i) ^ p ≤ ↑s.card ^ (p - 1) * ∑ i ∈ s, f i ^ p

tactic: simpa only [ENNReal.mul_rpow_of_nonneg _ _ hpq.nonneg, ← ENNReal.rpow_mul, hp₁, hq, coe_one,
  one_mul, one_rpow, rpow_one, Pi.one_apply, sum_const, Nat.smul_one_eq_cast] using
  ENNReal.rpow_le_rpow (inner_le_Lp_mul_Lq s 1 f hpq.symm) hpq.nonneg
state_before: case inr
ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q✝ : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 < p
q : ℝ := p / (p - 1)
hpq : p.IsConjExponent q
hp₁ : 1 / p * p = 1
hq : 1 / q * p = p - 1
⊢ (∑ i ∈ s, f i) ^ p ≤ ↑s.card ^ (p - 1) * ∑ i ∈ s, f i ^ p
state_after: no goals

tactic: simp [← hp]
state_before: case inl
ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 = p
⊢ (∑ i ∈ s, f i) ^ p ≤ ↑s.card ^ (p - 1) * ∑ i ∈ s, f i ^ p
state_after: no goals

tactic: rw [← hpq.div_conj_eq_sub_one]
state_before: ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q✝ : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 < p
q : ℝ := p / (p - 1)
hpq : p.IsConjExponent q
hp₁ : 1 / p * p = 1
⊢ 1 / q * p = p - 1
state_after: ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q✝ : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 < p
q : ℝ := p / (p - 1)
hpq : p.IsConjExponent q
hp₁ : 1 / p * p = 1
⊢ 1 / q * p = p / q

tactic: ring
state_before: ι : Type u
s : Finset ι
f g : ι → ℝ≥0∞
p q✝ : ℝ
hp✝ : 1 ≤ p
hp : 1 < p
q : ℝ := p / (p - 1)
hpq : p.IsConjExponent q
hp₁ : 1 / p * p = 1
⊢ 1 / q * p = p / q
state_after: no goals