-- Mathlib/Analysis/Fourier/FourierTransform.lean
theorem fourierIntegral_continuousMultilinearMap_apply
    {f : V → (ContinuousMultilinearMap ℝ M E)} {m : (i : ι) → M i} {w : W} (he : Continuous e)
    (hf : Integrable f μ) :
    fourierIntegral e μ L.toLinearMap₂ f w m =
      fourierIntegral e μ L.toLinearMap₂ (fun x ↦ f x m) w

Proof state:
𝕜 : Type u_1
ι : Type u_2
E : Type u_3
V : Type u_5
W : Type u_6
inst✝¹¹ : Fintype ι
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup V
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 V
inst✝⁷ : MeasurableSpace V
inst✝⁶ : BorelSpace V
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup W
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 W
e : AddChar 𝕜 𝕊
μ : Measure V
L : V →L[𝕜] W →L[𝕜] 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
M : ι → Type u_7
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (M i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace ℝ (M i)
f : V → ContinuousMultilinearMap ℝ M E
m : (i : ι) → M i
w : W
he : Continuous ⇑e
hf : Integrable f μ
⊢ ∫ (x : V), (e (-(L.toLinearMap₂ x) w) • f x) m ∂μ = fourierIntegral e μ L.toLinearMap₂ (fun x => (f x) m) w

Tactic:
rfl

Result:
no goals

Proof state:
𝕜 : Type u_1
ι : Type u_2
E : Type u_3
V : Type u_5
W : Type u_6
inst✝¹¹ : Fintype ι
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup V
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 V
inst✝⁷ : MeasurableSpace V
inst✝⁶ : BorelSpace V
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup W
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 W
e : AddChar 𝕜 𝕊
μ : Measure V
L : V →L[𝕜] W →L[𝕜] 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
M : ι → Type u_7
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (M i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace ℝ (M i)
f : V → ContinuousMultilinearMap ℝ M E
m : (i : ι) → M i
w : W
he : Continuous ⇑e
hf : Integrable f μ
⊢ (fourierIntegral e μ L.toLinearMap₂ f w) m = fourierIntegral e μ L.toLinearMap₂ (fun x => (f x) m) w

Tactic:
rw [fourierIntegral, ContinuousMultilinearMap.integral_apply]

Result:
𝕜 : Type u_1
ι : Type u_2
E : Type u_3
V : Type u_5
W : Type u_6
inst✝¹¹ : Fintype ι
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup V
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 V
inst✝⁷ : MeasurableSpace V
inst✝⁶ : BorelSpace V
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup W
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 W
e : AddChar 𝕜 𝕊
μ : Measure V
L : V →L[𝕜] W →L[𝕜] 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
M : ι → Type u_7
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (M i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace ℝ (M i)
f : V → ContinuousMultilinearMap ℝ M E
m : (i : ι) → M i
w : W
he : Continuous ⇑e
hf : Integrable f μ
⊢ ∫ (x : V), (e (-(L.toLinearMap₂ x) w) • f x) m ∂μ = fourierIntegral e μ L.toLinearMap₂ (fun x => (f x) m) w

case φ_int
𝕜 : Type u_1
ι : Type u_2
E : Type u_3
V : Type u_5
W : Type u_6
inst✝¹¹ : Fintype ι
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup V
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 V
inst✝⁷ : MeasurableSpace V
inst✝⁶ : BorelSpace V
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup W
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 W
e : AddChar 𝕜 𝕊
μ : Measure V
L : V →L[𝕜] W →L[𝕜] 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
M : ι → Type u_7
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (M i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace ℝ (M i)
f : V → ContinuousMultilinearMap ℝ M E
m : (i : ι) → M i
w : W
he : Continuous ⇑e
hf : Integrable f μ
⊢ Integrable (fun v => e (-(L.toLinearMap₂ v) w) • f v) μ

Proof state:
case φ_int
𝕜 : Type u_1
ι : Type u_2
E : Type u_3
V : Type u_5
W : Type u_6
inst✝¹¹ : Fintype ι
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup V
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 V
inst✝⁷ : MeasurableSpace V
inst✝⁶ : BorelSpace V
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup W
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 W
e : AddChar 𝕜 𝕊
μ : Measure V
L : V →L[𝕜] W →L[𝕜] 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
M : ι → Type u_7
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (M i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace ℝ (M i)
f : V → ContinuousMultilinearMap ℝ M E
m : (i : ι) → M i
w : W
he : Continuous ⇑e
hf : Integrable f μ
⊢ Integrable (fun v => e (-(L.toLinearMap₂ v) w) • f v) μ

Tactic:
apply (fourierIntegral_convergent_iff he _ _).2 hf

Result:
𝕜 : Type u_1
ι : Type u_2
E : Type u_3
V : Type u_5
W : Type u_6
inst✝¹¹ : Fintype ι
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup V
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 V
inst✝⁷ : MeasurableSpace V
inst✝⁶ : BorelSpace V
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup W
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 W
e : AddChar 𝕜 𝕊
μ : Measure V
L : V →L[𝕜] W →L[𝕜] 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
M : ι → Type u_7
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (M i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace ℝ (M i)
f : V → ContinuousMultilinearMap ℝ M E
m : (i : ι) → M i
w : W
he : Continuous ⇑e
hf : Integrable f μ
⊢ Continuous fun p => (L.toLinearMap₂ p.1) p.2

Proof state:
𝕜 : Type u_1
ι : Type u_2
E : Type u_3
V : Type u_5
W : Type u_6
inst✝¹¹ : Fintype ι
inst✝¹⁰ : NontriviallyNormedField 𝕜
inst✝⁹ : NormedAddCommGroup V
inst✝⁸ : NormedSpace 𝕜 V
inst✝⁷ : MeasurableSpace V
inst✝⁶ : BorelSpace V
inst✝⁵ : NormedAddCommGroup W
inst✝⁴ : NormedSpace 𝕜 W
e : AddChar 𝕜 𝕊
μ : Measure V
L : V →L[𝕜] W →L[𝕜] 𝕜
inst✝³ : NormedAddCommGroup E
inst✝² : NormedSpace ℂ E
M : ι → Type u_7
inst✝¹ : (i : ι) → NormedAddCommGroup (M i)
inst✝ : (i : ι) → NormedSpace ℝ (M i)
f : V → ContinuousMultilinearMap ℝ M E
m : (i : ι) → M i
w : W
he : Continuous ⇑e
hf : Integrable f μ
⊢ Continuous fun p => (L.toLinearMap₂ p.1) p.2

Tactic:
exact L.continuous₂

Result:
no goals