Theorem: MeasureTheory.integral_bilinear_hasDerivAt_right_eq_neg_left_of_integrable
File: Mathlib/MeasureTheory/Integral/IntegralEqImproper.lean

tactic: by_cases hG : CompleteSpace G
state_before: E : Type u_1
F : Type u_2
G : Type u_3
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace ℝ F
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace ℝ G
L : E →L[ℝ] F →L[ℝ] G
u : ℝ → E
v : ℝ → F
u' : ℝ → E
v' : ℝ → F
m n : G
hu : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt u (u' x) x
hv : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt v (v' x) x
huv' : Integrable (fun x => (L (u x)) (v' x)) volume
hu'v : Integrable (fun x => (L (u' x)) (v x)) volume
huv : Integrable (fun x => (L (u x)) (v x)) volume
⊢ ∫ (x : ℝ), (L (u x)) (v' x) = -∫ (x : ℝ), (L (u' x)) (v x)
state_after: case pos
E : Type u_1
F : Type u_2
G : Type u_3
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace ℝ F
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace ℝ G
L : E →L[ℝ] F →L[ℝ] G
u : ℝ → E
v : ℝ → F
u' : ℝ → E
v' : ℝ → F
m n : G
hu : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt u (u' x) x
hv : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt v (v' x) x
huv' : Integrable (fun x => (L (u x)) (v' x)) volume
hu'v : Integrable (fun x => (L (u' x)) (v x)) volume
huv : Integrable (fun x => (L (u x)) (v x)) volume
hG : CompleteSpace G
⊢ ∫ (x : ℝ), (L (u x)) (v' x) = -∫ (x : ℝ), (L (u' x)) (v x)

case neg
E : Type u_1
F : Type u_2
G : Type u_3
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace ℝ F
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace ℝ G
L : E →L[ℝ] F →L[ℝ] G
u : ℝ → E
v : ℝ → F
u' : ℝ → E
v' : ℝ → F
m n : G
hu : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt u (u' x) x
hv : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt v (v' x) x
huv' : Integrable (fun x => (L (u x)) (v' x)) volume
hu'v : Integrable (fun x => (L (u' x)) (v x)) volume
huv : Integrable (fun x => (L (u x)) (v x)) volume
hG : ¬CompleteSpace G
⊢ ∫ (x : ℝ), (L (u x)) (v' x) = -∫ (x : ℝ), (L (u' x)) (v x)

tactic: swap
state_before: case pos
E : Type u_1
F : Type u_2
G : Type u_3
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace ℝ F
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace ℝ G
L : E →L[ℝ] F →L[ℝ] G
u : ℝ → E
v : ℝ → F
u' : ℝ → E
v' : ℝ → F
m n : G
hu : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt u (u' x) x
hv : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt v (v' x) x
huv' : Integrable (fun x => (L (u x)) (v' x)) volume
hu'v : Integrable (fun x => (L (u' x)) (v x)) volume
huv : Integrable (fun x => (L (u x)) (v x)) volume
hG : CompleteSpace G
⊢ ∫ (x : ℝ), (L (u x)) (v' x) = -∫ (x : ℝ), (L (u' x)) (v x)

case neg
E : Type u_1
F : Type u_2
G : Type u_3
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace ℝ F
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace ℝ G
L : E →L[ℝ] F →L[ℝ] G
u : ℝ → E
v : ℝ → F
u' : ℝ → E
v' : ℝ → F
m n : G
hu : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt u (u' x) x
hv : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt v (v' x) x
huv' : Integrable (fun x => (L (u x)) (v' x)) volume
hu'v : Integrable (fun x => (L (u' x)) (v x)) volume
huv : Integrable (fun x => (L (u x)) (v x)) volume
hG : ¬CompleteSpace G
⊢ ∫ (x : ℝ), (L (u x)) (v' x) = -∫ (x : ℝ), (L (u' x)) (v x)
state_after: case neg
E : Type u_1
F : Type u_2
G : Type u_3
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace ℝ F
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace ℝ G
L : E →L[ℝ] F →L[ℝ] G
u : ℝ → E
v : ℝ → F
u' : ℝ → E
v' : ℝ → F
m n : G
hu : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt u (u' x) x
hv : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt v (v' x) x
huv' : Integrable (fun x => (L (u x)) (v' x)) volume
hu'v : Integrable (fun x => (L (u' x)) (v x)) volume
huv : Integrable (fun x => (L (u x)) (v x)) volume
hG : ¬CompleteSpace G
⊢ ∫ (x : ℝ), (L (u x)) (v' x) = -∫ (x : ℝ), (L (u' x)) (v x)

case pos
E : Type u_1
F : Type u_2
G : Type u_3
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace ℝ F
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace ℝ G
L : E →L[ℝ] F →L[ℝ] G
u : ℝ → E
v : ℝ → F
u' : ℝ → E
v' : ℝ → F
m n : G
hu : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt u (u' x) x
hv : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt v (v' x) x
huv' : Integrable (fun x => (L (u x)) (v' x)) volume
hu'v : Integrable (fun x => (L (u' x)) (v x)) volume
huv : Integrable (fun x => (L (u x)) (v x)) volume
hG : CompleteSpace G
⊢ ∫ (x : ℝ), (L (u x)) (v' x) = -∫ (x : ℝ), (L (u' x)) (v x)

tactic: have I : Tendsto (fun x ↦ L (u x) (v x)) atBot (𝓝 0) :=
  tendsto_zero_of_hasDerivAt_of_integrableOn_Iic (a := 0)
    (fun x _hx ↦ L.hasDerivAt_of_bilinear (hu x) (hv x))
    (huv'.add hu'v).integrableOn huv.integrableOn
state_before: case pos
E : Type u_1
F : Type u_2
G : Type u_3
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace ℝ F
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace ℝ G
L : E →L[ℝ] F →L[ℝ] G
u : ℝ → E
v : ℝ → F
u' : ℝ → E
v' : ℝ → F
m n : G
hu : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt u (u' x) x
hv : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt v (v' x) x
huv' : Integrable (fun x => (L (u x)) (v' x)) volume
hu'v : Integrable (fun x => (L (u' x)) (v x)) volume
huv : Integrable (fun x => (L (u x)) (v x)) volume
hG : CompleteSpace G
⊢ ∫ (x : ℝ), (L (u x)) (v' x) = -∫ (x : ℝ), (L (u' x)) (v x)
state_after: case pos
E : Type u_1
F : Type u_2
G : Type u_3
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace ℝ F
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace ℝ G
L : E →L[ℝ] F →L[ℝ] G
u : ℝ → E
v : ℝ → F
u' : ℝ → E
v' : ℝ → F
m n : G
hu : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt u (u' x) x
hv : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt v (v' x) x
huv' : Integrable (fun x => (L (u x)) (v' x)) volume
hu'v : Integrable (fun x => (L (u' x)) (v x)) volume
huv : Integrable (fun x => (L (u x)) (v x)) volume
hG : CompleteSpace G
I : Tendsto (fun x => (L (u x)) (v x)) atBot (𝓝 0)
⊢ ∫ (x : ℝ), (L (u x)) (v' x) = -∫ (x : ℝ), (L (u' x)) (v x)

tactic: have J : Tendsto (fun x ↦ L (u x) (v x)) atTop (𝓝 0) :=
  tendsto_zero_of_hasDerivAt_of_integrableOn_Ioi (a := 0)
    (fun x _hx ↦ L.hasDerivAt_of_bilinear (hu x) (hv x))
    (huv'.add hu'v).integrableOn huv.integrableOn
state_before: case pos
E : Type u_1
F : Type u_2
G : Type u_3
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace ℝ F
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace ℝ G
L : E →L[ℝ] F →L[ℝ] G
u : ℝ → E
v : ℝ → F
u' : ℝ → E
v' : ℝ → F
m n : G
hu : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt u (u' x) x
hv : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt v (v' x) x
huv' : Integrable (fun x => (L (u x)) (v' x)) volume
hu'v : Integrable (fun x => (L (u' x)) (v x)) volume
huv : Integrable (fun x => (L (u x)) (v x)) volume
hG : CompleteSpace G
I : Tendsto (fun x => (L (u x)) (v x)) atBot (𝓝 0)
⊢ ∫ (x : ℝ), (L (u x)) (v' x) = -∫ (x : ℝ), (L (u' x)) (v x)
state_after: case pos
E : Type u_1
F : Type u_2
G : Type u_3
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace ℝ F
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace ℝ G
L : E →L[ℝ] F →L[ℝ] G
u : ℝ → E
v : ℝ → F
u' : ℝ → E
v' : ℝ → F
m n : G
hu : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt u (u' x) x
hv : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt v (v' x) x
huv' : Integrable (fun x => (L (u x)) (v' x)) volume
hu'v : Integrable (fun x => (L (u' x)) (v x)) volume
huv : Integrable (fun x => (L (u x)) (v x)) volume
hG : CompleteSpace G
I : Tendsto (fun x => (L (u x)) (v x)) atBot (𝓝 0)
J : Tendsto (fun x => (L (u x)) (v x)) atTop (𝓝 0)
⊢ ∫ (x : ℝ), (L (u x)) (v' x) = -∫ (x : ℝ), (L (u' x)) (v x)

tactic: simp [integral_bilinear_hasDerivAt_right_eq_sub hu hv huv' hu'v I J]
state_before: case pos
E : Type u_1
F : Type u_2
G : Type u_3
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace ℝ F
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace ℝ G
L : E →L[ℝ] F →L[ℝ] G
u : ℝ → E
v : ℝ → F
u' : ℝ → E
v' : ℝ → F
m n : G
hu : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt u (u' x) x
hv : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt v (v' x) x
huv' : Integrable (fun x => (L (u x)) (v' x)) volume
hu'v : Integrable (fun x => (L (u' x)) (v x)) volume
huv : Integrable (fun x => (L (u x)) (v x)) volume
hG : CompleteSpace G
I : Tendsto (fun x => (L (u x)) (v x)) atBot (𝓝 0)
J : Tendsto (fun x => (L (u x)) (v x)) atTop (𝓝 0)
⊢ ∫ (x : ℝ), (L (u x)) (v' x) = -∫ (x : ℝ), (L (u' x)) (v x)
state_after: no goals

tactic: simp [integral, hG]
state_before: case neg
E : Type u_1
F : Type u_2
G : Type u_3
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup E
inst✝⁴ : NormedSpace ℝ E
inst✝³ : NormedAddCommGroup F
inst✝² : NormedSpace ℝ F
inst✝¹ : NormedAddCommGroup G
inst✝ : NormedSpace ℝ G
L : E →L[ℝ] F →L[ℝ] G
u : ℝ → E
v : ℝ → F
u' : ℝ → E
v' : ℝ → F
m n : G
hu : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt u (u' x) x
hv : ∀ (x : ℝ), HasDerivAt v (v' x) x
huv' : Integrable (fun x => (L (u x)) (v' x)) volume
hu'v : Integrable (fun x => (L (u' x)) (v x)) volume
huv : Integrable (fun x => (L (u x)) (v x)) volume
hG : ¬CompleteSpace G
⊢ ∫ (x : ℝ), (L (u x)) (v' x) = -∫ (x : ℝ), (L (u' x)) (v x)
state_after: no goals