-- Mathlib/Analysis/LocallyConvex/Basic.lean
theorem Balanced.smul_mem_mono [SMulCommClass 𝕝 𝕜 E] (hs : Balanced 𝕝 s) {b : 𝕝}
    (ha : a • x ∈ s) (hba : ‖b‖ ≤ ‖a‖) : b • x ∈ s

Proof state:
𝕜 : Type u_1
𝕝 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁸ : NormedDivisionRing 𝕜
inst✝⁷ : AddCommGroup E
inst✝⁶ : Module 𝕜 E
s : Set E
inst✝⁵ : NormedRing 𝕝
inst✝⁴ : Module 𝕜 𝕝
inst✝³ : BoundedSMul 𝕜 𝕝
inst✝² : SMulWithZero 𝕝 E
inst✝¹ : IsScalarTower 𝕜 𝕝 E
a : 𝕜
x : E
inst✝ : SMulCommClass 𝕝 𝕜 E
hs : Balanced 𝕝 s
b : 𝕝
ha : a • x ∈ s
hba : ‖b‖ ≤ ‖a‖
ha₀ : a ≠ 0
⊢ ‖b‖ / ‖a‖ ≤ 1

Tactic:
exact div_le_one_of_le₀ hba (norm_nonneg _)

Result:
no goals

Proof state:
case inr
𝕜 : Type u_1
𝕝 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁸ : NormedDivisionRing 𝕜
inst✝⁷ : AddCommGroup E
inst✝⁶ : Module 𝕜 E
s : Set E
inst✝⁵ : NormedRing 𝕝
inst✝⁴ : Module 𝕜 𝕝
inst✝³ : BoundedSMul 𝕜 𝕝
inst✝² : SMulWithZero 𝕝 E
inst✝¹ : IsScalarTower 𝕜 𝕝 E
a : 𝕜
x : E
inst✝ : SMulCommClass 𝕝 𝕜 E
hs : Balanced 𝕝 s
b : 𝕝
ha : a • x ∈ s
hba : ‖b‖ ≤ ‖a‖
ha₀ : a ≠ 0
⊢ b • x ∈ s

Tactic:
calc
  (a⁻¹ • b) • a • x ∈ s := by
    refine hs.smul_mem ?_ ha
    rw [norm_smul, norm_inv, ← div_eq_inv_mul]
    exact div_le_one_of_le₀ hba (norm_nonneg _)
  (a⁻¹ • b) • a • x = b • x := by rw [smul_comm, smul_assoc, smul_inv_smul₀ ha₀]

Result:
no goals

Proof state:
𝕜 : Type u_1
𝕝 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁸ : NormedDivisionRing 𝕜
inst✝⁷ : AddCommGroup E
inst✝⁶ : Module 𝕜 E
s : Set E
inst✝⁵ : NormedRing 𝕝
inst✝⁴ : Module 𝕜 𝕝
inst✝³ : BoundedSMul 𝕜 𝕝
inst✝² : SMulWithZero 𝕝 E
inst✝¹ : IsScalarTower 𝕜 𝕝 E
a : 𝕜
x : E
inst✝ : SMulCommClass 𝕝 𝕜 E
hs : Balanced 𝕝 s
b : 𝕝
ha : a • x ∈ s
hba : ‖b‖ ≤ ‖a‖
⊢ b • x ∈ s

Tactic:
rcases eq_or_ne a 0 with rfl | ha₀

Result:
case inl
𝕜 : Type u_1
𝕝 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁸ : NormedDivisionRing 𝕜
inst✝⁷ : AddCommGroup E
inst✝⁶ : Module 𝕜 E
s : Set E
inst✝⁵ : NormedRing 𝕝
inst✝⁴ : Module 𝕜 𝕝
inst✝³ : BoundedSMul 𝕜 𝕝
inst✝² : SMulWithZero 𝕝 E
inst✝¹ : IsScalarTower 𝕜 𝕝 E
x : E
inst✝ : SMulCommClass 𝕝 𝕜 E
hs : Balanced 𝕝 s
b : 𝕝
ha : 0 • x ∈ s
hba : ‖b‖ ≤ ‖0‖
⊢ b • x ∈ s

case inr
𝕜 : Type u_1
𝕝 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁸ : NormedDivisionRing 𝕜
inst✝⁷ : AddCommGroup E
inst✝⁶ : Module 𝕜 E
s : Set E
inst✝⁵ : NormedRing 𝕝
inst✝⁴ : Module 𝕜 𝕝
inst✝³ : BoundedSMul 𝕜 𝕝
inst✝² : SMulWithZero 𝕝 E
inst✝¹ : IsScalarTower 𝕜 𝕝 E
a : 𝕜
x : E
inst✝ : SMulCommClass 𝕝 𝕜 E
hs : Balanced 𝕝 s
b : 𝕝
ha : a • x ∈ s
hba : ‖b‖ ≤ ‖a‖
ha₀ : a ≠ 0
⊢ b • x ∈ s

Proof state:
𝕜 : Type u_1
𝕝 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁸ : NormedDivisionRing 𝕜
inst✝⁷ : AddCommGroup E
inst✝⁶ : Module 𝕜 E
s : Set E
inst✝⁵ : NormedRing 𝕝
inst✝⁴ : Module 𝕜 𝕝
inst✝³ : BoundedSMul 𝕜 𝕝
inst✝² : SMulWithZero 𝕝 E
inst✝¹ : IsScalarTower 𝕜 𝕝 E
a : 𝕜
x : E
inst✝ : SMulCommClass 𝕝 𝕜 E
hs : Balanced 𝕝 s
b : 𝕝
ha : a • x ∈ s
hba : ‖b‖ ≤ ‖a‖
ha₀ : a ≠ 0
⊢ ‖a⁻¹ • b‖ ≤ 1

Tactic:
rw [norm_smul, norm_inv, ← div_eq_inv_mul]

Result:
𝕜 : Type u_1
𝕝 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁸ : NormedDivisionRing 𝕜
inst✝⁷ : AddCommGroup E
inst✝⁶ : Module 𝕜 E
s : Set E
inst✝⁵ : NormedRing 𝕝
inst✝⁴ : Module 𝕜 𝕝
inst✝³ : BoundedSMul 𝕜 𝕝
inst✝² : SMulWithZero 𝕝 E
inst✝¹ : IsScalarTower 𝕜 𝕝 E
a : 𝕜
x : E
inst✝ : SMulCommClass 𝕝 𝕜 E
hs : Balanced 𝕝 s
b : 𝕝
ha : a • x ∈ s
hba : ‖b‖ ≤ ‖a‖
ha₀ : a ≠ 0
⊢ ‖b‖ / ‖a‖ ≤ 1

Proof state:
𝕜 : Type u_1
𝕝 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁸ : NormedDivisionRing 𝕜
inst✝⁷ : AddCommGroup E
inst✝⁶ : Module 𝕜 E
s : Set E
inst✝⁵ : NormedRing 𝕝
inst✝⁴ : Module 𝕜 𝕝
inst✝³ : BoundedSMul 𝕜 𝕝
inst✝² : SMulWithZero 𝕝 E
inst✝¹ : IsScalarTower 𝕜 𝕝 E
a : 𝕜
x : E
inst✝ : SMulCommClass 𝕝 𝕜 E
hs : Balanced 𝕝 s
b : 𝕝
ha : a • x ∈ s
hba : ‖b‖ ≤ ‖a‖
ha₀ : a ≠ 0
⊢ (a⁻¹ • b) • a • x = b • x

Tactic:
rw [smul_comm, smul_assoc, smul_inv_smul₀ ha₀]

Result:
no goals

Proof state:
case inl
𝕜 : Type u_1
𝕝 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁸ : NormedDivisionRing 𝕜
inst✝⁷ : AddCommGroup E
inst✝⁶ : Module 𝕜 E
s : Set E
inst✝⁵ : NormedRing 𝕝
inst✝⁴ : Module 𝕜 𝕝
inst✝³ : BoundedSMul 𝕜 𝕝
inst✝² : SMulWithZero 𝕝 E
inst✝¹ : IsScalarTower 𝕜 𝕝 E
x : E
inst✝ : SMulCommClass 𝕝 𝕜 E
hs : Balanced 𝕝 s
b : 𝕝
ha : 0 • x ∈ s
hba : ‖b‖ ≤ ‖0‖
⊢ b • x ∈ s

Tactic:
simp_all

Result:
no goals

Proof state:
𝕜 : Type u_1
𝕝 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁸ : NormedDivisionRing 𝕜
inst✝⁷ : AddCommGroup E
inst✝⁶ : Module 𝕜 E
s : Set E
inst✝⁵ : NormedRing 𝕝
inst✝⁴ : Module 𝕜 𝕝
inst✝³ : BoundedSMul 𝕜 𝕝
inst✝² : SMulWithZero 𝕝 E
inst✝¹ : IsScalarTower 𝕜 𝕝 E
a : 𝕜
x : E
inst✝ : SMulCommClass 𝕝 𝕜 E
hs : Balanced 𝕝 s
b : 𝕝
ha : a • x ∈ s
hba : ‖b‖ ≤ ‖a‖
ha₀ : a ≠ 0
⊢ (a⁻¹ • b) • a • x ∈ s

Tactic:
refine hs.smul_mem ?_ ha

Result:
𝕜 : Type u_1
𝕝 : Type u_2
E : Type u_3
inst✝⁸ : NormedDivisionRing 𝕜
inst✝⁷ : AddCommGroup E
inst✝⁶ : Module 𝕜 E
s : Set E
inst✝⁵ : NormedRing 𝕝
inst✝⁴ : Module 𝕜 𝕝
inst✝³ : BoundedSMul 𝕜 𝕝
inst✝² : SMulWithZero 𝕝 E
inst✝¹ : IsScalarTower 𝕜 𝕝 E
a : 𝕜
x : E
inst✝ : SMulCommClass 𝕝 𝕜 E
hs : Balanced 𝕝 s
b : 𝕝
ha : a • x ∈ s
hba : ‖b‖ ≤ ‖a‖
ha₀ : a ≠ 0
⊢ ‖a⁻¹ • b‖ ≤ 1