Theorem: EisensteinSeries.r1_aux_bound
File: Mathlib/NumberTheory/ModularForms/EisensteinSeries/UniformConvergence.lean

tactic: have H1 : (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2 =
  c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2 := by ring
state_before: z : ℍ
c d : ℝ
hd : 1 ≤ d ^ 2
⊢ r1 z ≤ (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2
state_after: z : ℍ
c d : ℝ
hd : 1 ≤ d ^ 2
H1 : (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2 = c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2
⊢ r1 z ≤ (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2

tactic: have H2 : (c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2) * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2)
  - z.im ^ 2 = (c * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * z.re) ^ 2 + (d ^ 2 - 1) * z.im ^ 2 := by ring
state_before: z : ℍ
c d : ℝ
hd : 1 ≤ d ^ 2
H1 : (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2 = c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2
⊢ r1 z ≤ (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2
state_after: z : ℍ
c d : ℝ
hd : 1 ≤ d ^ 2
H1 : (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2 = c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2
H2 :
  (c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2) * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) - z.im ^ 2 =
    (c * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * z.re) ^ 2 + (d ^ 2 - 1) * z.im ^ 2
⊢ r1 z ≤ (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2

tactic: rw [r1, H1, div_le_iff (by positivity), ← sub_nonneg, H2]
state_before: z : ℍ
c d : ℝ
hd : 1 ≤ d ^ 2
H1 : (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2 = c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2
H2 :
  (c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2) * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) - z.im ^ 2 =
    (c * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * z.re) ^ 2 + (d ^ 2 - 1) * z.im ^ 2
⊢ r1 z ≤ (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2
state_after: z : ℍ
c d : ℝ
hd : 1 ≤ d ^ 2
H1 : (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2 = c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2
H2 :
  (c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2) * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) - z.im ^ 2 =
    (c * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * z.re) ^ 2 + (d ^ 2 - 1) * z.im ^ 2
⊢ 0 ≤ (c * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * z.re) ^ 2 + (d ^ 2 - 1) * z.im ^ 2

tactic: exact add_nonneg (sq_nonneg _) (mul_nonneg (sub_nonneg.mpr hd) (sq_nonneg _))
state_before: z : ℍ
c d : ℝ
hd : 1 ≤ d ^ 2
H1 : (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2 = c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2
H2 :
  (c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2) * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) - z.im ^ 2 =
    (c * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * z.re) ^ 2 + (d ^ 2 - 1) * z.im ^ 2
⊢ 0 ≤ (c * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * z.re) ^ 2 + (d ^ 2 - 1) * z.im ^ 2
state_after: no goals

tactic: ring
state_before: z : ℍ
c d : ℝ
hd : 1 ≤ d ^ 2
⊢ (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2 = c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2
state_after: no goals

tactic: ring
state_before: z : ℍ
c d : ℝ
hd : 1 ≤ d ^ 2
H1 : (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2 = c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2
⊢ (c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2) * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) - z.im ^ 2 =
    (c * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * z.re) ^ 2 + (d ^ 2 - 1) * z.im ^ 2
state_after: no goals

tactic: positivity
state_before: z : ℍ
c d : ℝ
hd : 1 ≤ d ^ 2
H1 : (c * z.re + d) ^ 2 + (c * z.im) ^ 2 = c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2
H2 :
  (c ^ 2 * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * 2 * c * z.re + d ^ 2) * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) - z.im ^ 2 =
    (c * (z.re ^ 2 + z.im ^ 2) + d * z.re) ^ 2 + (d ^ 2 - 1) * z.im ^ 2
⊢ 0 < z.re ^ 2 + z.im ^ 2
state_after: no goals