-- Mathlib/MeasureTheory/Measure/Hausdorff.lean
theorem mkMetric_mono_smul {m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞} {c : ℝ≥0∞} (hc : c ≠ ∞) (h0 : c ≠ 0)
    (hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂) : (mkMetric m₁ : OuterMeasure X) ≤ c • mkMetric m₂

Proof state:
case intro.intro
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
t : Set X
⊢ (if diam t ≤ r' then m₁ (diam t) else ⊤) ≤ c * if diam t ≤ r' then m₂ (diam t) else ⊤

Tactic:
split_ifs with ht

Result:
case pos
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
t : Set X
ht : diam t ≤ r'
⊢ m₁ (diam t) ≤ c * m₂ (diam t)

case neg
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
t : Set X
ht : ¬diam t ≤ r'
⊢ ⊤ ≤ c * ⊤

Proof state:
case pos.a
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
t : Set X
ht : diam t ≤ r'
⊢ diam t ∈ Ico 0 r

Tactic:
exact ⟨zero_le _, ht.trans_lt hr'.2⟩

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
t : Set X
⊢ extend (fun s x => m₁ (diam s)) t ≤ (c • extend fun s x => m₂ (diam s)) t

Tactic:
simp only [smul_eq_mul, Pi.smul_apply, extend, iInf_eq_if]

Result:
case intro.intro
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
t : Set X
⊢ (if diam t ≤ r' then m₁ (diam t) else ⊤) ≤ c * if diam t ≤ r' then m₂ (diam t) else ⊤

Proof state:
case neg
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
t : Set X
ht : ¬diam t ≤ r'
⊢ ⊤ ≤ c * ⊤

Tactic:
simp [h0]

Result:
no goals

Proof state:
case intro.intro
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
⊢ (boundedBy (extend fun s x => m₁ (diam s))) s ≤ c * (boundedBy (extend fun s x => m₂ (diam s))) s

Tactic:
rw [← smul_eq_mul, ← smul_apply, smul_boundedBy hc]

Result:
case intro.intro
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
⊢ (boundedBy (extend fun s x => m₁ (diam s))) s ≤ (boundedBy (c • extend fun s x => m₂ (diam s))) s

Proof state:
case pos
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
t : Set X
ht : diam t ≤ r'
⊢ m₁ (diam t) ≤ c * m₂ (diam t)

Tactic:
apply hr

Result:
case pos.a
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
t : Set X
ht : diam t ≤ r'
⊢ diam t ∈ Ico 0 r

Proof state:
case intro.intro
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
⊢ (boundedBy (extend fun s x => m₁ (diam s))) s ≤ (boundedBy (c • extend fun s x => m₂ (diam s))) s

Tactic:
refine le_boundedBy.2 (fun t => (boundedBy_le _).trans ?_) _

Result:
case intro.intro
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
t : Set X
⊢ extend (fun s x => m₁ (diam s)) t ≤ (c • extend fun s x => m₂ (diam s)) t

Proof state:
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
⊢ mkMetric m₁ ≤ c • mkMetric m₂

Tactic:
rcases (mem_nhdsGE_iff_exists_Ico_subset' zero_lt_one).1 hle with ⟨r, hr0, hr⟩

Result:
case intro.intro
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
⊢ mkMetric m₁ ≤ c • mkMetric m₂

Proof state:
case intro.intro
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
⊢ mkMetric m₁ ≤ c • mkMetric m₂

Tactic:
refine fun s =>
  le_of_tendsto_of_tendsto (mkMetric'.tendsto_pre _ s)
    (ENNReal.Tendsto.const_mul (mkMetric'.tendsto_pre _ s) (Or.inr hc))
    (mem_of_superset (Ioo_mem_nhdsGT hr0) fun r' hr' => ?_)

Result:
case intro.intro
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
⊢ r' ∈
    {x |
      (fun x =>
          (fun r => (mkMetric'.pre (fun s => m₁ (diam s)) r) s) x ≤
            (fun b => c * (mkMetric'.pre (fun s => m₂ (diam s)) b) s) x)
        x}

Proof state:
case intro.intro
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
⊢ r' ∈
    {x |
      (fun x =>
          (fun r => (mkMetric'.pre (fun s => m₁ (diam s)) r) s) x ≤
            (fun b => c * (mkMetric'.pre (fun s => m₂ (diam s)) b) s) x)
        x}

Tactic:
simp only [mem_setOf_eq, mkMetric'.pre, RingHom.id_apply]

Result:
case intro.intro
X : Type u_2
inst✝ : EMetricSpace X
m₁ m₂ : ℝ≥0∞ → ℝ≥0∞
c : ℝ≥0∞
hc : c ≠ ⊤
h0 : c ≠ 0
hle : m₁ ≤ᶠ[𝓝[≥] 0] c • m₂
r : ℝ≥0∞
hr0 : r ∈ Ioi 0
hr : Ico 0 r ⊆ {x | (fun x => m₁ x ≤ (c • m₂) x) x}
s : Set X
r' : ℝ≥0∞
hr' : r' ∈ Ioo 0 r
⊢ (boundedBy (extend fun s x => m₁ (diam s))) s ≤ c * (boundedBy (extend fun s x => m₂ (diam s))) s