-- Module: Mathlib.MeasureTheory.Integral.DivergenceTheorem
Goal:
E : Type u
inst : NormedAddCommGroup E
inst_1 : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
I : Box (Fin (n + 1))
f : (Fin (n + 1) → ℝ) → Fin (n + 1) → E
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) → (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] Fin (n + 1) → E
s : Set (Fin (n + 1) → ℝ)
hs : s.Countable
Hc : ContinuousOn f ((Box.Icc : (a : Box (Fin (n + 1))) → Set (Fin (n + 1) → ℝ)) I)
Hd :
  ∀ (x : Fin (n + 1) → ℝ),
    Membership.mem (γ := Set (Fin (n + 1) → ℝ))
        ((Box.Ioo : (a : Box (Fin (n + 1))) → Set (Fin (n + 1) → ℝ)) I \ s : Set (Fin (n + 1) → ℝ)) x →
      HasFDerivAt (𝕜 := ℝ) f (f' x) x
Hi :
  IntegrableOn.{0, u} (ε := E) (mα := MeasureSpace.toMeasurableSpace)
    (fun (x : Fin (n + 1) → ℝ) ↦
      ∑ i : Fin (n + 1),
        (f' x : (a : Fin (n + 1) → ℝ) → Fin (n + 1) → E) (Pi.single (M := fun (a : Fin (n + 1)) ↦ ℝ) i 1) i)
    ((Box.Icc : (a : Box (Fin (n + 1))) → Set (Fin (n + 1) → ℝ)) I) volume
J : ℕ →o Box (Fin (n + 1))
hJ_sub :
  ∀ (n_1 : ℕ),
    Subset (α := Set (Fin (n + 1) → ℝ))
      ((Box.Icc : (a : Box (Fin (n + 1))) → Set (Fin (n + 1) → ℝ))
          ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) n_1 : Box (Fin (n + 1))) :
        Set (Fin (n + 1) → ℝ))
      ((Box.Ioo : (a : Box (Fin (n + 1))) → Set (Fin (n + 1) → ℝ)) I : Set (Fin (n + 1) → ℝ))
hJl :
  ∀ (x : Fin (n + 1)),
    Tendsto (fun (i : ℕ) ↦ (Box.lower ∘ (⇑J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1)))) i x) atTop (𝓝 (I.lower x))
hJu :
  ∀ (x : Fin (n + 1)),
    Tendsto (fun (i : ℕ) ↦ (Box.upper ∘ (⇑J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1)))) i x) atTop (𝓝 (I.upper x))
hJ_sub' :
  ∀ (k : ℕ),
    Subset (α := Set (Fin (n + 1) → ℝ))
      ((Box.Icc : (a : Box (Fin (n + 1))) → Set (Fin (n + 1) → ℝ))
          ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) k : Box (Fin (n + 1))) :
        Set (Fin (n + 1) → ℝ))
      (Set.pi (α := fun (i : Fin (n + 1)) ↦ ℝ) Set.univ fun (i : Fin (n + 1)) ↦ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i) :
        Set ((i : Fin (n + 1)) → ℝ))
hJ_le : ∀ (k : ℕ), (J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) k ≤ I
HcJ :
  ∀ (k : ℕ),
    ContinuousOn f
      ((Box.Icc : (a : Box (Fin (n + 1))) → Set (Fin (n + 1) → ℝ))
        ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) k : Box (Fin (n + 1))))
HdJ :
  ∀ (k : ℕ) (x : Fin (n + 1) → ℝ),
    Membership.mem (γ := Set (Fin (n + 1) → ℝ))
        ((Box.Icc : (a : Box (Fin (n + 1))) → Set (Fin (n + 1) → ℝ))
              ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) k : Box (Fin (n + 1))) \
            s :
          Set (Fin (n + 1) → ℝ))
        x →
      HasFDerivWithinAt (𝕜 := ℝ) f (f' x)
        ((Box.Icc : (a : Box (Fin (n + 1))) → Set (Fin (n + 1) → ℝ))
          ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) k : Box (Fin (n + 1))))
        x
HiJ :
  ∀ (k : ℕ),
    IntegrableOn.{0, u} (ε := E) (mα := MeasureSpace.toMeasurableSpace)
      (fun (x : Fin (n + 1) → ℝ) ↦
        ∑ i : Fin (n + 1),
          (f' x : (a : Fin (n + 1) → ℝ) → Fin (n + 1) → E) (Pi.single (M := fun (a : Fin (n + 1)) ↦ ℝ) i 1) i)
      ((Box.Icc : (a : Box (Fin (n + 1))) → Set (Fin (n + 1) → ℝ))
        ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) k : Box (Fin (n + 1))))
      volume
HJ_eq :
  ∀ (k : ℕ),
    Eq.{u + 1} (α := E)
      (@integral _ _ _ _ MeasureSpace.toMeasurableSpace
        (Measure.restrict volume
          ((Box.Icc : (a : Box (Fin (n + 1))) → Set (Fin (n + 1) → ℝ))
            ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) k : Box (Fin (n + 1)))))
        fun (x : Fin (n + 1) → ℝ) ↦
        ∑ i : Fin (n + 1),
          (f' x : (a : Fin (n + 1) → ℝ) → Fin (n + 1) → E) (Pi.single (M := fun (a : Fin (n + 1)) ↦ ℝ) i 1) i)
      (∑ i : Fin (n + 1),
        HSub.hSub (α := E)
          (@integral _ _ _ _ MeasureSpace.toMeasurableSpace
            (Measure.restrict volume
              ((Box.Icc : (a : Box (Fin n)) → Set (Fin n → ℝ)) (Box.face ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) k) i)))
            fun (x : Fin n → ℝ) ↦
            f (i.insertNth (α := fun (a : Fin (n + 1)) ↦ ℝ) (Box.upper ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) k) i) x) i)
          (@integral _ _ _ _ MeasureSpace.toMeasurableSpace
            (Measure.restrict volume
              ((Box.Icc : (a : Box (Fin n)) → Set (Fin n → ℝ)) (Box.face ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) k) i)))
            fun (x : Fin n → ℝ) ↦
            f (i.insertNth (α := fun (a : Fin (n + 1)) ↦ ℝ) (Box.lower ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) k) i) x) i))
this :
  ∀ (i : Fin (n + 1)) (c : ℕ → ℝ) (d : ℝ),
    (∀ (k : ℕ), c k ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)) →
      Tendsto c atTop (𝓝 d) →
        Tendsto.{0, u} (β := E)
          (fun (k : ℕ) ↦
            @integral _ _ _ _ MeasureSpace.toMeasurableSpace
              (Measure.restrict volume
                ((Box.Icc : (a : Box (Fin n)) → Set (Fin n → ℝ)) (Box.face ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) k) i)))
              fun (x : Fin n → ℝ) ↦ f (i.insertNth (α := fun (a : Fin (n + 1)) ↦ ℝ) (c k) x) i)
          atTop
          (𝓝
            (@integral _ _ _ _ MeasureSpace.toMeasurableSpace
              (Measure.restrict volume ((Box.Icc : (a : Box (Fin n)) → Set (Fin n → ℝ)) (I.face i)))
              fun (x : Fin n → ℝ) ↦ f (i.insertNth (α := fun (a : Fin (n + 1)) ↦ ℝ) d x) i))
refine_1 :
  ∀ (i : Fin (n + 1)),
    Membership.mem (γ := Finset (Fin (n + 1))) Finset.univ i →
      ∀ (k : ℕ),
        Membership.mem (α := ℝ) (Set.Icc (I.lower i) (I.upper i))
          ((Box.upper ∘ (⇑J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1)))) k i : ℝ)
refine_2 :
  ∀ (i : Fin (n + 1)),
    Membership.mem (γ := Finset (Fin (n + 1))) Finset.univ i →
      ∀ (k : ℕ), Box.lower ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) k) i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
⊢ Tendsto.{0, u} (β := E)
    (fun (x : ℕ) ↦
      ∑ i : Fin (n + 1),
        HSub.hSub (α := E)
          (@integral _ _ _ _ MeasureSpace.toMeasurableSpace
            (Measure.restrict volume
              ((Box.Icc : (a : Box (Fin n)) → Set (Fin n → ℝ)) (Box.face ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) x) i)))
            fun (x_1 : Fin n → ℝ) ↦
            f (i.insertNth (α := fun (a : Fin (n + 1)) ↦ ℝ) (Box.upper ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) x) i) x_1) i)
          (@integral _ _ _ _ MeasureSpace.toMeasurableSpace
            (Measure.restrict volume
              ((Box.Icc : (a : Box (Fin n)) → Set (Fin n → ℝ)) (Box.face ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) x) i)))
            fun (x_1 : Fin n → ℝ) ↦
            f (i.insertNth (α := fun (a : Fin (n + 1)) ↦ ℝ) (Box.lower ((J : (a : ℕ) → Box (Fin (n + 1))) x) i) x_1) i))
    atTop
    (𝓝
      (∑ i : Fin (n + 1),
        HSub.hSub (α := E)
          (@integral _ _ _ _ MeasureSpace.toMeasurableSpace
            (Measure.restrict volume ((Box.Icc : (a : Box (Fin n)) → Set (Fin n → ℝ)) (I.face i))) fun (x : Fin n → ℝ) ↦
            f (i.insertNth (α := fun (a : Fin (n + 1)) ↦ ℝ) (I.upper i) x) i)
          (@integral _ _ _ _ MeasureSpace.toMeasurableSpace
            (Measure.restrict volume ((Box.Icc : (a : Box (Fin n)) → Set (Fin n → ℝ)) (I.face i))) fun (x : Fin n → ℝ) ↦
            f (i.insertNth (α := fun (a : Fin (n + 1)) ↦ ℝ) (I.lower i) x) i)))

Tactic:
refine tendsto_finsetSum _ fun i _ => (this _ _ _ ?_ (hJu _)).sub (this _ _ _ ?_ (hJl _))

Premises used: Function.comp, BoxIntegral.Box.upper, BoxIntegral.Box.lower, tendsto_finsetSum, Filter.Tendsto.sub, DFunLike.coe