-- Mathlib/MeasureTheory/Measure/Hausdorff.lean
theorem hausdorffMeasure_image_le (h : HolderOnWith C r f s) (hr : 0 < r) {d : ℝ} (hd : 0 ≤ d) :
    μH[d] (f '' s) ≤ (C : ℝ≥0∞) ^ d * μH[r * d] s

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
r : ℝ≥0
f : X → Y
s : Set X
hr : 0 < r
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
h : HolderOnWith 0 r f s
x : X
hx : x ∈ s
this : f '' s = {f x}
⊢ μH[d] (f '' s) ≤ ↑0 ^ d * μH[↑r * 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
r : ℝ≥0
f : X → Y
s : Set X
hr : 0 < r
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
h : HolderOnWith 0 r f s
x : X
hx : x ∈ s
this : f '' s = {f x}
⊢ μH[d] {f x} ≤ ↑0 ^ d * μH[↑r * d] 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
C r : ℝ≥0
f : X → Y
s : Set X
h : HolderOnWith C r f s
hr : 0 < r
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
hC0 : 0 < C
hCd0 : ↑C ^ d ≠ 0
hCd : ↑C ^ d ≠ ⊤
⊢ μH[d] (f '' s) ≤ ↑C ^ d * μH[↑r * d] s

Tactic:
simp only [hausdorffMeasure_apply, ENNReal.mul_iSup, ENNReal.mul_iInf_of_ne hCd0 hCd,
  ← 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
C r : ℝ≥0
f : X → Y
s : Set X
h : HolderOnWith C r f s
hr : 0 < r
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
hC0 : 0 < C
hCd0 : ↑C ^ d ≠ 0
hCd : ↑C ^ d ≠ ⊤
⊢ ⨆ r,
      ⨆ (_ : 0 < r),
        ⨅ t,
          ⨅ (_ : f '' 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), ↑C ^ d * diam (i_1 i) ^ (↑r * d)

Proof state:
case inr.intro.intro.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
C r : ℝ≥0
f : X → Y
s : Set X
h : HolderOnWith C r f s
hr : 0 < r
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
hC0 : 0 < C
hCd0 : ↑C ^ d ≠ 0
hCd : ↑C ^ d ≠ ⊤
R : ℝ≥0∞
hR : 0 < R
this : Tendsto (fun d => ↑C * d ^ ↑r) (𝓝 0) (𝓝 0)
δ : ℝ≥0∞
δ0 : 0 < δ
H : ∀ ⦃x : ℝ≥0∞⦄, x ∈ Iic δ → ↑C * x ^ ↑r < R
t : ℕ → Set X
hst : s ⊆ ⋃ n, t n
htδ : ∀ (n : ℕ), diam (t n) ≤ δ
n : ℕ
hft : (t n ∩ s).Nonempty
⊢ diam (f '' (t n ∩ s)) ^ d ≤ (↑C * diam (t n) ^ ↑r) ^ d

Tactic:
exact ENNReal.rpow_le_rpow (h.ediam_image_inter_le _) hd

Result:
no goals

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
r : ℝ≥0
f : X → Y
s : Set X
hr : 0 < r
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
h : HolderOnWith 0 r f s
x : X
hx : x ∈ s
this : f '' s = {f x}
⊢ μH[d] {f x} ≤ ↑0 ^ d * μH[↑r * d] s

Tactic:
rcases eq_or_lt_of_le hd with (rfl | h'd)

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
r : ℝ≥0
f : X → Y
s : Set X
hr : 0 < r
h : HolderOnWith 0 r f s
x : X
hx : x ∈ s
this : f '' s = {f x}
hd : 0 ≤ 0
⊢ μH[0] {f x} ≤ ↑0 ^ 0 * μH[↑r * 0] s

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
r : ℝ≥0
f : X → Y
s : Set X
hr : 0 < r
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
h : HolderOnWith 0 r f s
x : X
hx : x ∈ s
this : f '' s = {f x}
h'd : 0 < d
⊢ μH[d] {f x} ≤ ↑0 ^ d * μH[↑r * d] 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
C r : ℝ≥0
f : X → Y
s : Set X
h : HolderOnWith C r f s
hr : 0 < r
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
hC0 : 0 < C
hCd0 : ↑C ^ d ≠ 0
hCd : ↑C ^ d ≠ ⊤
R : ℝ≥0∞
hR : 0 < R
⊢ ⨅ t,
      ⨅ (_ : f '' 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), ↑C ^ d * diam (i_1 i) ^ (↑r * d)

Tactic:
have : Tendsto (fun d : ℝ≥0∞ => (C : ℝ≥0∞) * d ^ (r : ℝ)) (𝓝 0) (𝓝 0) :=
  ENNReal.tendsto_const_mul_rpow_nhds_zero_of_pos ENNReal.coe_ne_top hr

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
C r : ℝ≥0
f : X → Y
s : Set X
h : HolderOnWith C r f s
hr : 0 < r
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
hC0 : 0 < C
hCd0 : ↑C ^ d ≠ 0
hCd : ↑C ^ d ≠ ⊤
R : ℝ≥0∞
hR : 0 < R
this : Tendsto (fun d => ↑C * d ^ ↑r) (𝓝 0) (𝓝 0)
⊢ ⨅ t,
      ⨅ (_ : f '' 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), ↑C ^ d * diam (i_1 i) ^ (↑r * d)

Proof state:
case inr.intro.intro.refine_1
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
C r : ℝ≥0
f : X → Y
s : Set X
h : HolderOnWith C r f s
hr : 0 < r
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
hC0 : 0 < C
hCd0 : ↑C ^ d ≠ 0
hCd : ↑C ^ d ≠ ⊤
R : ℝ≥0∞
hR : 0 < R
this : Tendsto (fun d => ↑C * d ^ ↑r) (𝓝 0) (𝓝 0)
δ : ℝ≥0∞
δ0 : 0 < δ
H : ∀ ⦃x : ℝ≥0∞⦄, x ∈ Iic δ → ↑C * x ^ ↑r < R
t : ℕ → Set X
hst : s ⊆ ⋃ n, t n
⊢ f '' s ⊆ f '' ((⋃ i, t i) ∩ s)

Tactic:
exact image_subset _ (subset_inter hst Subset.rfl)

Result:
no goals

Proof state:
case inr.intro.intro.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
C r : ℝ≥0
f : X → Y
s : Set X
h : HolderOnWith C r f s
hr : 0 < r
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
hC0 : 0 < C
hCd0 : ↑C ^ d ≠ 0
hCd : ↑C ^ d ≠ ⊤
R : ℝ≥0∞
hR : 0 < R
this : Tendsto (fun d => ↑C * d ^ ↑r) (𝓝 0) (𝓝 0)
δ : ℝ≥0∞
δ0 : 0 < δ
H : ∀ ⦃x : ℝ≥0∞⦄, x ∈ Iic δ → ↑C * x ^ ↑r < R
t : ℕ → Set X
hst : s ⊆ ⋃ n, t n
htδ : ∀ (n : ℕ), diam (t n) ≤ δ
n : ℕ
hft : (t n ∩ s).Nonempty
⊢ diam (f '' (t n ∩ s)) ^ d ≤ ⨆ (_ : (t n).Nonempty), ↑C ^ d * diam (t n) ^ (↑r * d)

Tactic:
simp only [Nonempty.mono ((t n).inter_subset_left) hft, ciSup_pos]

Result:
case inr.intro.intro.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
C r : ℝ≥0
f : X → Y
s : Set X
h : HolderOnWith C r f s
hr : 0 < r
d : ℝ
hd : 0 ≤ d
hC0 : 0 < C
hCd0 : ↑C ^ d ≠ 0
hCd : ↑C ^ d ≠ ⊤
R : ℝ≥0∞
hR : 0 < R
this : Tendsto (fun d => ↑C * d ^ ↑r) (𝓝 0) (𝓝 0)
δ : ℝ≥0∞
δ0 : 0 < δ
H : ∀ ⦃x : ℝ≥0∞⦄, x ∈ Iic δ → ↑C * x ^ ↑r < R
t : ℕ → Set X
hst : s ⊆ ⋃ n, t n
htδ : ∀ (n : ℕ), diam (t n) ≤ δ
n : ℕ
hft : (t n ∩ s).Nonempty
⊢ diam (f '' (t n ∩ s)) ^ d ≤ ↑C ^ d * diam (t n) ^ (↑r * d)