-- Mathlib/Analysis/BoxIntegral/DivergenceTheorem.lean
theorem norm_volume_sub_integral_face_upper_sub_lower_smul_le {f : (Fin (n + 1) → ℝ) → E}
    {f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E} (hfc : ContinuousOn f (Box.Icc I)) {x : Fin (n + 1) → ℝ}
    (hxI : x ∈ (Box.Icc I)) {a : E} {ε : ℝ} (h0 : 0 < ε)
    (hε : ∀ y ∈ (Box.Icc I), ‖f y - a - f' (y - x)‖ ≤ ε * ‖y - x‖) {c : ℝ≥0}
    (hc : I.distortion ≤ c) :
    ‖(∏ j, (I.upper j - I.lower j)) • f' (Pi.single i 1) -
      (integral (I.face i) ⊥ (f ∘ i.insertNth (α := fun _ ↦ ℝ) (I.upper i)) BoxAdditiveMap.volume -
        integral (I.face i) ⊥ (f ∘ i.insertNth (α := fun _ ↦ ℝ) (I.lower i))
          BoxAdditiveMap.volume)‖ ≤
      2 * ε * c * ∏ j, (I.upper j - I.lower j)

Proof state:
E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
e : ℝ → (Fin n → ℝ) → Fin (n + 1) → ℝ := i.insertNth
Hl : I.lower i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
Hu : I.upper i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
y✝ : Fin n → ℝ
hy✝ : y✝ ∈ Box.Icc (I.face i)
g : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖g y‖ ≤ ε * ‖y - x‖
hfc : ContinuousOn (fun y => a + f' (y - x) + g y) (Box.Icc I)
Hi :
  ∀ x_1 ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i),
    Integrable (I.face i) ⊥ ((fun y => a + f' (y - x) + g y) ∘ e x_1) BoxAdditiveMap.volume
hg : g = fun y => (fun y => a + f' (y - x) + g y) y - a - f' (y - x)
this : ∀ z ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i), e z y✝ ∈ Box.Icc I
y : Fin (n + 1) → ℝ
hy : y ∈ Box.Icc I
⊢ ‖g y‖ ≤ ε * diam (Box.Icc I)

Tactic:
refine (hε y hy).trans (mul_le_mul_of_nonneg_left ?_ h0.le)

Result:
E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
e : ℝ → (Fin n → ℝ) → Fin (n + 1) → ℝ := i.insertNth
Hl : I.lower i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
Hu : I.upper i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
y✝ : Fin n → ℝ
hy✝ : y✝ ∈ Box.Icc (I.face i)
g : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖g y‖ ≤ ε * ‖y - x‖
hfc : ContinuousOn (fun y => a + f' (y - x) + g y) (Box.Icc I)
Hi :
  ∀ x_1 ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i),
    Integrable (I.face i) ⊥ ((fun y => a + f' (y - x) + g y) ∘ e x_1) BoxAdditiveMap.volume
hg : g = fun y => (fun y => a + f' (y - x) + g y) y - a - f' (y - x)
this : ∀ z ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i), e z y✝ ∈ Box.Icc I
y : Fin (n + 1) → ℝ
hy : y ∈ Box.Icc I
⊢ ‖y - x‖ ≤ diam (Box.Icc I)

Proof state:
E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
hfc : ContinuousOn f (Box.Icc I)
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖f y - a - f' (y - x)‖ ≤ ε * ‖y - x‖
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
e : ℝ → (Fin n → ℝ) → Fin (n + 1) → ℝ := i.insertNth
Hl : I.lower i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
⊢ ‖(∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)) • f' (Pi.single i 1) -
        (integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.upper i)) BoxAdditiveMap.volume -
          integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.lower i)) BoxAdditiveMap.volume)‖ ≤
    2 * ε * ↑c * ∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)

Tactic:
have Hu : I.upper i ∈ Icc (I.lower i) (I.upper i) := Set.right_mem_Icc.2 (I.lower_le_upper i)

Result:
E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
hfc : ContinuousOn f (Box.Icc I)
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖f y - a - f' (y - x)‖ ≤ ε * ‖y - x‖
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
e : ℝ → (Fin n → ℝ) → Fin (n + 1) → ℝ := i.insertNth
Hl : I.lower i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
Hu : I.upper i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
⊢ ‖(∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)) • f' (Pi.single i 1) -
        (integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.upper i)) BoxAdditiveMap.volume -
          integral (I.face i) ⊥ (f ∘ e (I.lower i)) BoxAdditiveMap.volume)‖ ≤
    2 * ε * ↑c * ∏ j : Fin (n + 1), (I.upper j - I.lower j)

Proof state:
case h.e'_3.e_a
E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
e : ℝ → (Fin n → ℝ) → Fin (n + 1) → ℝ := i.insertNth
Hl : I.lower i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
Hu : I.upper i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
y : Fin n → ℝ
hy : y ∈ Box.Icc (I.face i)
g : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖g y‖ ≤ ε * ‖y - x‖
hfc : ContinuousOn (fun y => a + f' (y - x) + g y) (Box.Icc I)
Hi :
  ∀ x_1 ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i),
    Integrable (I.face i) ⊥ ((fun y => a + f' (y - x) + g y) ∘ e x_1) BoxAdditiveMap.volume
hg : g = fun y => (fun y => a + f' (y - x) + g y) y - a - f' (y - x)
this : i.insertNth (I.upper i) y - i.insertNth (I.lower i) y = Pi.single i (I.upper i - I.lower i)
⊢ f' (i.insertNth (I.upper i) y) - f' (i.insertNth (I.lower i) y) -
      (a + (f' (e (I.upper i) y) - f' x) + g (e (I.upper i) y) -
        (a + (f' (e (I.lower i) y) - f' x) + g (e (I.lower i) y))) =
    g (e (I.lower i) y) - g (e (I.upper i) y)

Tactic:
abel

Result:
no goals

Proof state:
E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
hfc : ContinuousOn f (Box.Icc I)
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
e : ℝ → (Fin n → ℝ) → Fin (n + 1) → ℝ := i.insertNth
Hl : I.lower i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
Hu : I.upper i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
Hi : ∀ x ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i), Integrable (I.face i) ⊥ (f ∘ e x) BoxAdditiveMap.volume
y : Fin n → ℝ
hy : y ∈ Box.Icc (I.face i)
g : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
hg : g = fun y => f y - a - f' (y - x)
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖g y‖ ≤ ε * ‖y - x‖
⊢ f = fun y => a + f' (y - x) + g y

Tactic:
simp [hg]

Result:
no goals

Proof state:
case h
E : Type u
inst✝² : NormedAddCommGroup E
inst✝¹ : NormedSpace ℝ E
n : ℕ
inst✝ : CompleteSpace E
I : Box (Fin (n + 1))
i : Fin (n + 1)
f : (Fin (n + 1) → ℝ) → E
f' : (Fin (n + 1) → ℝ) →L[ℝ] E
hfc : ContinuousOn f (Box.Icc I)
x : Fin (n + 1) → ℝ
hxI : x ∈ Box.Icc I
a : E
ε : ℝ
h0 : 0 < ε
hε : ∀ y ∈ Box.Icc I, ‖f y - a - f' (y - x)‖ ≤ ε * ‖y - x‖
c : ℝ≥0
hc : I.distortion ≤ c
e : ℝ → (Fin n → ℝ) → Fin (n + 1) → ℝ := i.insertNth
Hl : I.lower i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
Hu : I.upper i ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i)
Hi : ∀ x ∈ Set.Icc (I.lower i) (I.upper i), Integrable (I.face i) ⊥ (f ∘ e x) BoxAdditiveMap.volume
this :
  ∀ y ∈ Box.Icc (I.face i),
    ‖f' (Pi.single i (I.upper i - I.lower i)) - (f (e (I.upper i) y) - f (e (I.lower i) y))‖ ≤ 2 * ε * diam (Box.Icc I)
y : Fin n → ℝ
hy : y ∈ Box.Icc (I.face i)
⊢ diam (Box.Icc I) ≤ ↑c * (I.upper i - I.lower i)

Tactic:
exact I.diam_Icc_le_of_distortion_le i hc

Result:
no goals