-- Mathlib/MeasureTheory/Measure/Hausdorff.lean
theorem hausdorffMeasure_preimage_le (hf : AntilipschitzWith K f) (hd : 0 ≤ d) (s : Set Y) :
    μH[d] (f ⁻¹' s) ≤ (K : ℝ≥0∞) ^ d * μH[d] s

Proof state:
case inl.inr.intro.inl
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
s : Set Y
hf : AntilipschitzWith 0 f
x : X
hx : x ∈ f ⁻¹' s
this : f ⁻¹' s = {x}
hd : 0 ≤ 0
⊢ μH[0] {x} ≤ μH[0] s

Tactic:
rw [hausdorffMeasure_zero_singleton]

Result:
case inl.inr.intro.inl
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
s : Set Y
hf : AntilipschitzWith 0 f
x : X
hx : x ∈ f ⁻¹' s
this : f ⁻¹' s = {x}
hd : 0 ≤ 0
⊢ 1 ≤ μH[0] s

Proof state:
case inr
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
K : ℝ≥0
d : ℝ
hf : AntilipschitzWith K f
hd : 0 ≤ d
s : Set Y
h0 : K ≠ 0
hKd0 : ↑K ^ d ≠ 0
hKd : ↑K ^ d ≠ ⊤
ε : ℝ≥0∞
ε0 : 0 < ε
t : ℕ → Set Y
hst : s ⊆ ⋃ n, t n
htε : ∀ (n : ℕ), diam (t n) ≤ ε / ↑K
⊢ ⨅ t,
      ⨅ (_ : f ⁻¹' s ⊆ ⋃ n, t n),
        ⨅ (_ : ∀ (n : ℕ), diam (t n) ≤ ε), ∑' (n : ℕ), ⨆ (_ : (t n).Nonempty), diam (t n) ^ d ≤
    ∑' (i : ℕ), ⨆ (_ : (t i).Nonempty), ↑K ^ d * diam (t i) ^ d

Tactic:
replace hst : f ⁻¹' s ⊆ _ := preimage_mono hst

Result:
case inr
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
K : ℝ≥0
d : ℝ
hf : AntilipschitzWith K f
hd : 0 ≤ d
s : Set Y
h0 : K ≠ 0
hKd0 : ↑K ^ d ≠ 0
hKd : ↑K ^ d ≠ ⊤
ε : ℝ≥0∞
ε0 : 0 < ε
t : ℕ → Set Y
htε : ∀ (n : ℕ), diam (t n) ≤ ε / ↑K
hst : f ⁻¹' s ⊆ f ⁻¹' ⋃ n, t n
⊢ ⨅ t,
      ⨅ (_ : f ⁻¹' s ⊆ ⋃ n, t n),
        ⨅ (_ : ∀ (n : ℕ), diam (t n) ≤ ε), ∑' (n : ℕ), ⨆ (_ : (t n).Nonempty), diam (t n) ^ d ≤
    ∑' (i : ℕ), ⨆ (_ : (t i).Nonempty), ↑K ^ d * diam (t i) ^ d

Proof state:
case inr.refine_2
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
K : ℝ≥0
d : ℝ
hf : AntilipschitzWith K f
hd : 0 ≤ d
s : Set Y
h0 : K ≠ 0
hKd0 : ↑K ^ d ≠ 0
hKd : ↑K ^ d ≠ ⊤
ε : ℝ≥0∞
ε0 : 0 < ε
t : ℕ → Set Y
htε : ∀ (n : ℕ), diam (t n) ≤ ε / ↑K
hst : f ⁻¹' s ⊆ ⋃ i, f ⁻¹' t i
n : ℕ
hft : ((fun n => f ⁻¹' t n) n).Nonempty
⊢ diam ((fun n => f ⁻¹' t n) n) ^ d ≤ ⨆ (_ : (t n).Nonempty), ↑K ^ d * diam (t n) ^ d

Tactic:
simp only [nonempty_of_nonempty_preimage hft, ciSup_pos]

Result:
case inr.refine_2
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
K : ℝ≥0
d : ℝ
hf : AntilipschitzWith K f
hd : 0 ≤ d
s : Set Y
h0 : K ≠ 0
hKd0 : ↑K ^ d ≠ 0
hKd : ↑K ^ d ≠ ⊤
ε : ℝ≥0∞
ε0 : 0 < ε
t : ℕ → Set Y
htε : ∀ (n : ℕ), diam (t n) ≤ ε / ↑K
hst : f ⁻¹' s ⊆ ⋃ i, f ⁻¹' t i
n : ℕ
hft : ((fun n => f ⁻¹' t n) n).Nonempty
⊢ diam (f ⁻¹' t n) ^ d ≤ ↑K ^ d * diam (t n) ^ d

Proof state:
case inl.inr.intro
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
s : Set Y
hf : AntilipschitzWith 0 f
x : X
hx : x ∈ f ⁻¹' s
this : f ⁻¹' s = {x}
⊢ μH[d] (f ⁻¹' s) ≤ ↑0 ^ d * μH[d] s

Tactic:
rw [this]

Result:
case inl.inr.intro
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
s : Set Y
hf : AntilipschitzWith 0 f
x : X
hx : x ∈ f ⁻¹' s
this : f ⁻¹' s = {x}
⊢ μH[d] {x} ≤ ↑0 ^ d * μH[d] s

Proof state:
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
K : ℝ≥0
d : ℝ
hf : AntilipschitzWith K f
hd : 0 ≤ d
s : Set Y
h0 : K ≠ 0
⊢ ↑K ^ d ≠ 0

Tactic:
simp [h0]

Result:
no goals

Proof state:
case inl.inr.intro.inr
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
s : Set Y
hf : AntilipschitzWith 0 f
x : X
hx : x ∈ f ⁻¹' s
this : f ⁻¹' s = {x}
h'd : 0 < d
⊢ μH[d] {x} ≤ ↑0 ^ d * μH[d] s

Tactic:
haveI := noAtoms_hausdorff X h'd

Result:
case inl.inr.intro.inr
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
s : Set Y
hf : AntilipschitzWith 0 f
x : X
hx : x ∈ f ⁻¹' s
this✝ : f ⁻¹' s = {x}
h'd : 0 < d
this : NoAtoms μH[d]
⊢ μH[d] {x} ≤ ↑0 ^ d * μH[d] s

Proof state:
case inl.inr.intro.inr
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
s : Set Y
hf : AntilipschitzWith 0 f
x : X
hx : x ∈ f ⁻¹' s
this✝ : f ⁻¹' s = {x}
h'd : 0 < d
this : NoAtoms μH[d]
⊢ μH[d] {x} ≤ ↑0 ^ d * μH[d] s

Tactic:
simp only [zero_le, measure_singleton]

Result:
no goals

Proof state:
case inr
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
K : ℝ≥0
d : ℝ
hf : AntilipschitzWith K f
hd : 0 ≤ d
s : Set Y
h0 : K ≠ 0
hKd0 : ↑K ^ d ≠ 0
hKd : ↑K ^ d ≠ ⊤
⊢ μH[d] (f ⁻¹' s) ≤ ↑K ^ d * μH[d] s

Tactic:
simp only [hausdorffMeasure_apply, ENNReal.mul_iSup, ENNReal.mul_iInf_of_ne hKd0 hKd,
  ← ENNReal.tsum_mul_left]

Result:
case inr
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
K : ℝ≥0
d : ℝ
hf : AntilipschitzWith K f
hd : 0 ≤ d
s : Set Y
h0 : K ≠ 0
hKd0 : ↑K ^ d ≠ 0
hKd : ↑K ^ d ≠ ⊤
⊢ ⨆ r,
      ⨆ (_ : 0 < r),
        ⨅ t,
          ⨅ (_ : f ⁻¹' s ⊆ ⋃ n, t n),
            ⨅ (_ : ∀ (n : ℕ), diam (t n) ≤ r), ∑' (n : ℕ), ⨆ (_ : (t n).Nonempty), diam (t n) ^ d ≤
    ⨆ i,
      ⨆ (_ : 0 < i),
        ⨅ i_1,
          ⨅ (_ : s ⊆ ⋃ n, i_1 n),
            ⨅ (_ : ∀ (n : ℕ), diam (i_1 n) ≤ i), ∑' (i : ℕ), ⨆ (_ : (i_1 i).Nonempty), ↑K ^ d * diam (i_1 i) ^ d

Proof state:
case inr.refine_2
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
K : ℝ≥0
d : ℝ
hf : AntilipschitzWith K f
hd : 0 ≤ d
s : Set Y
h0 : K ≠ 0
hKd0 : ↑K ^ d ≠ 0
hKd : ↑K ^ d ≠ ⊤
ε : ℝ≥0∞
ε0 : 0 < ε
t : ℕ → Set Y
htε : ∀ (n : ℕ), diam (t n) ≤ ε / ↑K
hst : f ⁻¹' s ⊆ ⋃ i, f ⁻¹' t i
⊢ ∑' (n : ℕ), ⨆ (_ : ((fun n => f ⁻¹' t n) n).Nonempty), diam ((fun n => f ⁻¹' t n) n) ^ d ≤
    ∑' (i : ℕ), ⨆ (_ : (t i).Nonempty), ↑K ^ d * diam (t i) ^ d

Tactic:
refine ENNReal.tsum_le_tsum fun n => iSup_le_iff.2 fun hft => ?_

Result:
case inr.refine_2
X : Type u_2
Y : Type u_3
inst✝⁵ : EMetricSpace X
inst✝⁴ : EMetricSpace Y
inst✝³ : MeasurableSpace X
inst✝² : BorelSpace X
inst✝¹ : MeasurableSpace Y
inst✝ : BorelSpace Y
f : X → Y
K : ℝ≥0
d : ℝ
hf : AntilipschitzWith K f
hd : 0 ≤ d
s : Set Y
h0 : K ≠ 0
hKd0 : ↑K ^ d ≠ 0
hKd : ↑K ^ d ≠ ⊤
ε : ℝ≥0∞
ε0 : 0 < ε
t : ℕ → Set Y
htε : ∀ (n : ℕ), diam (t n) ≤ ε / ↑K
hst : f ⁻¹' s ⊆ ⋃ i, f ⁻¹' t i
n : ℕ
hft : ((fun n => f ⁻¹' t n) n).Nonempty
⊢ diam ((fun n => f ⁻¹' t n) n) ^ d ≤ ⨆ (_ : (t n).Nonempty), ↑K ^ d * diam (t n) ^ d