Theorem: sum_div_pow_sq_le_div_sq
File: Mathlib/Analysis/SpecificLimits/FloorPow.lean

tactic: have cpos : 0 < c := zero_lt_one.trans hc
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
⊢ ∑ i ∈ filter (fun x => j < c ^ x) (range N), 1 / (c ^ i) ^ 2 ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹ / j ^ 2
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
⊢ ∑ i ∈ filter (fun x => j < c ^ x) (range N), 1 / (c ^ i) ^ 2 ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹ / j ^ 2

tactic: have A : (0 : ℝ) < c⁻¹ ^ 2 := sq_pos_of_pos (inv_pos.2 cpos)
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
⊢ ∑ i ∈ filter (fun x => j < c ^ x) (range N), 1 / (c ^ i) ^ 2 ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹ / j ^ 2
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
⊢ ∑ i ∈ filter (fun x => j < c ^ x) (range N), 1 / (c ^ i) ^ 2 ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹ / j ^ 2

tactic: have C : c⁻¹ ^ 2 < 1 := pow_lt_one (inv_nonneg.2 cpos.le) (inv_lt_one hc) two_ne_zero
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
⊢ ∑ i ∈ filter (fun x => j < c ^ x) (range N), 1 / (c ^ i) ^ 2 ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹ / j ^ 2
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ ∑ i ∈ filter (fun x => j < c ^ x) (range N), 1 / (c ^ i) ^ 2 ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹ / j ^ 2

tactic: rw [← div_eq_mul_inv, ← div_eq_mul_inv, div_le_div_iff _ (sub_pos.2 hc)]
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
⊢ c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
⊢ c ^ 2 * (c - 1) ≤ c ^ 3 * (1 - c⁻¹ ^ 2)

N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
⊢ 0 < 1 - c⁻¹ ^ 2

tactic: swap
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
⊢ c ^ 2 * (c - 1) ≤ c ^ 3 * (1 - c⁻¹ ^ 2)

N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
⊢ 0 < 1 - c⁻¹ ^ 2
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
⊢ 0 < 1 - c⁻¹ ^ 2

N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
⊢ c ^ 2 * (c - 1) ≤ c ^ 3 * (1 - c⁻¹ ^ 2)

tactic: have : c ^ 3 = c ^ 2 * c := by ring
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
⊢ c ^ 2 * (c - 1) ≤ c ^ 3 * (1 - c⁻¹ ^ 2)
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
this : c ^ 3 = c ^ 2 * c
⊢ c ^ 2 * (c - 1) ≤ c ^ 3 * (1 - c⁻¹ ^ 2)

tactic: simp only [mul_sub, this, mul_one, inv_pow, sub_le_sub_iff_left]
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
this : c ^ 3 = c ^ 2 * c
⊢ c ^ 2 * (c - 1) ≤ c ^ 3 * (1 - c⁻¹ ^ 2)
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
this : c ^ 3 = c ^ 2 * c
⊢ c ^ 2 * c * (c ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 2

tactic: rw [mul_assoc, mul_comm c, ← mul_assoc, mul_inv_cancel (sq_pos_of_pos cpos).ne', one_mul]
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
this : c ^ 3 = c ^ 2 * c
⊢ c ^ 2 * c * (c ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 2
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
this : c ^ 3 = c ^ 2 * c
⊢ c ≤ c ^ 2

tactic: simpa using pow_le_pow_right hc.le one_le_two
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
this : c ^ 3 = c ^ 2 * c
⊢ c ≤ c ^ 2
state_after: no goals

tactic: exact sub_pos.2 (pow_lt_one (inv_nonneg.2 cpos.le) (inv_lt_one hc) two_ne_zero)
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
⊢ 0 < 1 - c⁻¹ ^ 2
state_after: no goals

tactic: ring
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
⊢ c ^ 3 = c ^ 2 * c
state_after: no goals

tactic: refine sum_le_sum_of_subset_of_nonneg (fun i hi ↦ ?_) (by intros; positivity)
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ ∑ i ∈ filter (fun x => j < c ^ x) (range N), 1 / (c ^ i) ^ 2 ≤ ∑ i ∈ Ico ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ N, 1 / (c ^ i) ^ 2
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i : ℕ
hi : i ∈ filter (fun x => j < c ^ x) (range N)
⊢ i ∈ Ico ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ N

tactic: simp only [mem_filter, mem_range] at hi
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i : ℕ
hi : i ∈ filter (fun x => j < c ^ x) (range N)
⊢ i ∈ Ico ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ N
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i : ℕ
hi : i < N ∧ j < c ^ i
⊢ i ∈ Ico ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ N

tactic: simp only [hi.1, mem_Ico, and_true_iff]
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i : ℕ
hi : i < N ∧ j < c ^ i
⊢ i ∈ Ico ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ N
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i : ℕ
hi : i < N ∧ j < c ^ i
⊢ ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ ≤ i

tactic: apply Nat.floor_le_of_le
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i : ℕ
hi : i < N ∧ j < c ^ i
⊢ ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ ≤ i
state_after: case h
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i : ℕ
hi : i < N ∧ j < c ^ i
⊢ Real.log j / Real.log c ≤ ↑i

tactic: apply le_of_lt
state_before: case h
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i : ℕ
hi : i < N ∧ j < c ^ i
⊢ Real.log j / Real.log c ≤ ↑i
state_after: case h.a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i : ℕ
hi : i < N ∧ j < c ^ i
⊢ Real.log j / Real.log c < ↑i

tactic: rw [div_lt_iff (Real.log_pos hc), ← Real.log_pow]
state_before: case h.a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i : ℕ
hi : i < N ∧ j < c ^ i
⊢ Real.log j / Real.log c < ↑i
state_after: case h.a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i : ℕ
hi : i < N ∧ j < c ^ i
⊢ Real.log j < Real.log (c ^ i)

tactic: exact Real.log_lt_log hj hi.2
state_before: case h.a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i : ℕ
hi : i < N ∧ j < c ^ i
⊢ Real.log j < Real.log (c ^ i)
state_after: no goals

tactic: intros
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ ∀ i ∈ Ico ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ N, i ∉ filter (fun x => j < c ^ x) (range N) → 0 ≤ 1 / (c ^ i) ^ 2
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i✝ : ℕ
a✝¹ : i✝ ∈ Ico ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ N
a✝ : i✝ ∉ filter (fun x => j < c ^ x) (range N)
⊢ 0 ≤ 1 / (c ^ i✝) ^ 2

tactic: positivity
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i✝ : ℕ
a✝¹ : i✝ ∈ Ico ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ N
a✝ : i✝ ∉ filter (fun x => j < c ^ x) (range N)
⊢ 0 ≤ 1 / (c ^ i✝) ^ 2
state_after: no goals

tactic: congr 1 with i
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ ∑ i ∈ Ico ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ N, 1 / (c ^ i) ^ 2 = ∑ i ∈ Ico ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ N, (c⁻¹ ^ 2) ^ i
state_after: case e_f.h
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i : ℕ
⊢ 1 / (c ^ i) ^ 2 = (c⁻¹ ^ 2) ^ i

tactic: simp [← pow_mul, mul_comm]
state_before: case e_f.h
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
i : ℕ
⊢ 1 / (c ^ i) ^ 2 = (c⁻¹ ^ 2) ^ i
state_after: no goals

tactic: gcongr
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ (c⁻¹ ^ 2) ^ ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ / (1 - c⁻¹ ^ 2) ≤ (c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c - 1) / (1 - c⁻¹ ^ 2)
state_after: case hc
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ 0 ≤ 1 - c⁻¹ ^ 2

case hab
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ (c⁻¹ ^ 2) ^ ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ ≤ (c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c - 1)

tactic: exact sub_nonneg.2 C.le
state_before: case hc
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ 0 ≤ 1 - c⁻¹ ^ 2
state_after: no goals

tactic: rw [← Real.rpow_natCast]
state_before: case hab
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ (c⁻¹ ^ 2) ^ ⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ ≤ (c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c - 1)
state_after: case hab
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ (c⁻¹ ^ 2) ^ ↑⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ ≤ (c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c - 1)

tactic: exact Real.rpow_le_rpow_of_exponent_ge A C.le (Nat.sub_one_lt_floor _).le
state_before: case hab
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ (c⁻¹ ^ 2) ^ ↑⌊Real.log j / Real.log c⌋₊ ≤ (c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c - 1)
state_after: no goals

tactic: rw [Real.rpow_sub A, I]
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
I : (c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c) = 1 / j ^ 2
⊢ (c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c - 1) / (1 - c⁻¹ ^ 2) = c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ / j ^ 2
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
I : (c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c) = 1 / j ^ 2
⊢ 1 / j ^ 2 / (c⁻¹ ^ 2) ^ 1 / (1 - c⁻¹ ^ 2) = c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ / j ^ 2

tactic: have : c ^ 2 - 1 ≠ 0 := (sub_pos.2 (one_lt_pow hc two_ne_zero)).ne'
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
I : (c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c) = 1 / j ^ 2
⊢ 1 / j ^ 2 / (c⁻¹ ^ 2) ^ 1 / (1 - c⁻¹ ^ 2) = c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ / j ^ 2
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
I : (c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c) = 1 / j ^ 2
this : c ^ 2 - 1 ≠ 0
⊢ 1 / j ^ 2 / (c⁻¹ ^ 2) ^ 1 / (1 - c⁻¹ ^ 2) = c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ / j ^ 2

tactic: field_simp [hj.ne', (zero_lt_one.trans hc).ne']
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
I : (c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c) = 1 / j ^ 2
this : c ^ 2 - 1 ≠ 0
⊢ 1 / j ^ 2 / (c⁻¹ ^ 2) ^ 1 / (1 - c⁻¹ ^ 2) = c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ / j ^ 2
state_after: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
I : (c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c) = 1 / j ^ 2
this : c ^ 2 - 1 ≠ 0
⊢ (c ^ 2 - 1) * j ^ 2 = j ^ 2 * (c ^ 2 - 1)

tactic: ring
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
I : (c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c) = 1 / j ^ 2
this : c ^ 2 - 1 ≠ 0
⊢ (c ^ 2 - 1) * j ^ 2 = j ^ 2 * (c ^ 2 - 1)
state_after: no goals

tactic: apply Real.log_injOn_pos (Real.rpow_pos_of_pos A _)
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ (c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c) = 1 / j ^ 2
state_after: case a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ 1 / j ^ 2 ∈ Set.Ioi 0

case a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ Real.log ((c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c)) = Real.log (1 / j ^ 2)

tactic: rw [Real.log_rpow A]
state_before: case a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ Real.log ((c⁻¹ ^ 2) ^ (Real.log j / Real.log c)) = Real.log (1 / j ^ 2)
state_after: case a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ Real.log j / Real.log c * Real.log (c⁻¹ ^ 2) = Real.log (1 / j ^ 2)

tactic: simp only [one_div, Real.log_inv, Real.log_pow, Nat.cast_one, mul_neg, neg_inj]
state_before: case a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ Real.log j / Real.log c * Real.log (c⁻¹ ^ 2) = Real.log (1 / j ^ 2)
state_after: case a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ Real.log j / Real.log c * (↑2 * Real.log c) = ↑2 * Real.log j

tactic: field_simp [(Real.log_pos hc).ne']
state_before: case a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ Real.log j / Real.log c * (↑2 * Real.log c) = ↑2 * Real.log j
state_after: case a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ Real.log j * (2 * Real.log c) = 2 * Real.log j * Real.log c

tactic: ring
state_before: case a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ Real.log j * (2 * Real.log c) = 2 * Real.log j * Real.log c
state_after: no goals

tactic: rw [Set.mem_Ioi]
state_before: case a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ 1 / j ^ 2 ∈ Set.Ioi 0
state_after: case a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ 0 < 1 / j ^ 2

tactic: positivity
state_before: case a
N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ 0 < 1 / j ^ 2
state_after: no goals

tactic: gcongr
state_before: N : ℕ
j : ℝ
hj : 0 < j
c : ℝ
hc : 1 < c
cpos : 0 < c
A : 0 < c⁻¹ ^ 2
B : c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹
C : c⁻¹ ^ 2 < 1
⊢ c ^ 2 * (1 - c⁻¹ ^ 2)⁻¹ / j ^ 2 ≤ c ^ 3 * (c - 1)⁻¹ / j ^ 2
state_after: no goals