-- Mathlib/Analysis/SpecialFunctions/Gamma/Beta.lean
theorem Gamma_mul_Gamma_eq_betaIntegral {s t : ℂ} (hs : 0 < re s) (ht : 0 < re t) :
    Gamma s * Gamma t = Gamma (s + t) * betaIntegral s t

Proof state:
case e_f.h
s t : ℂ
hs : 0 < s.re
ht : 0 < t.re
conv_int :
  ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    (∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s - 1) ∂volume) * ∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (t - 1) ∂volume
hst : 0 < (s + t).re
x : ℝ
hx : x ∈ Ioi 0
y : ℝ
⊢ cexp (-↑x) = cexp (-↑y) * cexp (-(↑x - ↑y))

Tactic:
rw [← Complex.exp_add]

Result:
case e_f.h
s t : ℂ
hs : 0 < s.re
ht : 0 < t.re
conv_int :
  ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    (∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s - 1) ∂volume) * ∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (t - 1) ∂volume
hst : 0 < (s + t).re
x : ℝ
hx : x ∈ Ioi 0
y : ℝ
⊢ cexp (-↑x) = cexp (-↑y + -(↑x - ↑y))

Proof state:
s t : ℂ
hs : 0 < s.re
ht : 0 < t.re
conv_int :
  ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    (∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s - 1) ∂volume) * ∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (t - 1) ∂volume
hst : 0 < (s + t).re
x : ℝ
hx : x ∈ Ioi 0
⊢ ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) =
    ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s + t - 1) * s.betaIntegral t

Tactic:
rw [mul_assoc, ← betaIntegral_scaled s t hx, ← intervalIntegral.integral_const_mul]

Result:
s t : ℂ
hs : 0 < s.re
ht : 0 < t.re
conv_int :
  ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    (∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s - 1) ∂volume) * ∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (t - 1) ∂volume
hst : 0 < (s + t).re
x : ℝ
hx : x ∈ Ioi 0
⊢ ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) =
    ∫ (x_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-x)) * (↑x_1 ^ (s - 1) * (↑x - ↑x_1) ^ (t - 1))

Proof state:
s t : ℂ
hs : 0 < s.re
ht : 0 < t.re
conv_int :
  ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    (∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s - 1) ∂volume) * ∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (t - 1) ∂volume
⊢ 0 < s.re + t.re

Tactic:
exact add_pos hs ht

Result:
no goals

Proof state:
s t : ℂ
hs : 0 < s.re
ht : 0 < t.re
conv_int :
  ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    (∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s - 1) ∂volume) * ∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (t - 1) ∂volume
⊢ 0 < (s + t).re

Tactic:
rw [add_re]

Result:
s t : ℂ
hs : 0 < s.re
ht : 0 < t.re
conv_int :
  ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    (∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s - 1) ∂volume) * ∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (t - 1) ∂volume
⊢ 0 < s.re + t.re

Proof state:
s t : ℂ
hs : 0 < s.re
ht : 0 < t.re
conv_int :
  ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    (∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s - 1) ∂volume) * ∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (t - 1) ∂volume
hst : 0 < (s + t).re
x : ℝ
hx : x ∈ Ioi 0
y : ℝ
this : cexp (-↑x) = cexp (-↑y) * cexp (-(↑x - ↑y))
⊢ cexp (-↑y) * ↑y ^ (s - 1) * (cexp (-(↑x - ↑y)) * (↑x - ↑y) ^ (t - 1)) =
    cexp (-↑x) * (↑y ^ (s - 1) * (↑x - ↑y) ^ (t - 1))

Tactic:
rw [this]

Result:
s t : ℂ
hs : 0 < s.re
ht : 0 < t.re
conv_int :
  ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    (∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s - 1) ∂volume) * ∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (t - 1) ∂volume
hst : 0 < (s + t).re
x : ℝ
hx : x ∈ Ioi 0
y : ℝ
this : cexp (-↑x) = cexp (-↑y) * cexp (-(↑x - ↑y))
⊢ cexp (-↑y) * ↑y ^ (s - 1) * (cexp (-(↑x - ↑y)) * (↑x - ↑y) ^ (t - 1)) =
    cexp (-↑y) * cexp (-(↑x - ↑y)) * (↑y ^ (s - 1) * (↑x - ↑y) ^ (t - 1))

Proof state:
s t : ℂ
hs : 0 < s.re
ht : 0 < t.re
conv_int :
  ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    (∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s - 1) ∂volume) * ∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (t - 1) ∂volume
hst : 0 < (s + t).re
⊢ ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    ∫ (a : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-a)) * ↑a ^ (s + t - 1) * s.betaIntegral t

Tactic:
refine setIntegral_congr_fun measurableSet_Ioi fun x hx => ?_

Result:
s t : ℂ
hs : 0 < s.re
ht : 0 < t.re
conv_int :
  ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    (∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s - 1) ∂volume) * ∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (t - 1) ∂volume
hst : 0 < (s + t).re
x : ℝ
hx : x ∈ Ioi 0
⊢ ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) =
    ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s + t - 1) * s.betaIntegral t

Proof state:
case e_f.h.e_z
s t : ℂ
hs : 0 < s.re
ht : 0 < t.re
conv_int :
  ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    (∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s - 1) ∂volume) * ∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (t - 1) ∂volume
hst : 0 < (s + t).re
x : ℝ
hx : x ∈ Ioi 0
y : ℝ
⊢ -↑x = -↑y + -(↑x - ↑y)

Tactic:
abel

Result:
no goals

Proof state:
case e_f.h
s t : ℂ
hs : 0 < s.re
ht : 0 < t.re
conv_int :
  ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    (∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s - 1) ∂volume) * ∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (t - 1) ∂volume
hst : 0 < (s + t).re
x : ℝ
hx : x ∈ Ioi 0
y : ℝ
⊢ ↑(rexp (-y)) * ↑y ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - y))) * ↑(x - y) ^ (t - 1)) =
    ↑(rexp (-x)) * (↑y ^ (s - 1) * (↑x - ↑y) ^ (t - 1))

Tactic:
push_cast

Result:
case e_f.h
s t : ℂ
hs : 0 < s.re
ht : 0 < t.re
conv_int :
  ∫ (x : ℝ) in Ioi 0,
      ∫ (t_1 : ℝ) in 0 ..x, ↑(rexp (-t_1)) * ↑t_1 ^ (s - 1) * (↑(rexp (-(x - t_1))) * ↑(x - t_1) ^ (t - 1)) ∂volume =
    (∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (s - 1) ∂volume) * ∫ (x : ℝ) in Ioi 0, ↑(rexp (-x)) * ↑x ^ (t - 1) ∂volume
hst : 0 < (s + t).re
x : ℝ
hx : x ∈ Ioi 0
y : ℝ
⊢ cexp (-↑y) * ↑y ^ (s - 1) * (cexp (-(↑x - ↑y)) * (↑x - ↑y) ^ (t - 1)) =
    cexp (-↑x) * (↑y ^ (s - 1) * (↑x - ↑y) ^ (t - 1))