-- Mathlib/Topology/EMetricSpace/Lipschitz.lean
/-- The composition of locally Lipschitz functions is locally Lipschitz. -/
protected lemma comp  {f : β → γ} {g : α → β}
    (hf : LocallyLipschitz f) (hg : LocallyLipschitz g) : LocallyLipschitz (f ∘ g)

Proof state:
α : Type u
β : Type v
γ : Type w
inst✝² : PseudoEMetricSpace α
inst✝¹ : PseudoEMetricSpace β
inst✝ : PseudoEMetricSpace γ
f : β → γ
g : α → β
hf : LocallyLipschitz f
hg : LocallyLipschitz g
x : α
⊢ ∃ K, ∃ t ∈ 𝓝 x, LipschitzOnWith K (f ∘ g) t

Tactic:
rcases hg x with ⟨Kg, t, ht, hgL⟩

Result:
case intro.intro.intro
α : Type u
β : Type v
γ : Type w
inst✝² : PseudoEMetricSpace α
inst✝¹ : PseudoEMetricSpace β
inst✝ : PseudoEMetricSpace γ
f : β → γ
g : α → β
hf : LocallyLipschitz f
hg : LocallyLipschitz g
x : α
Kg : ℝ≥0
t : Set α
ht : t ∈ 𝓝 x
hgL : LipschitzOnWith Kg g t
⊢ ∃ K, ∃ t ∈ 𝓝 x, LipschitzOnWith K (f ∘ g) t

Proof state:
case intro.intro.intro
α : Type u
β : Type v
γ : Type w
inst✝² : PseudoEMetricSpace α
inst✝¹ : PseudoEMetricSpace β
inst✝ : PseudoEMetricSpace γ
f : β → γ
g : α → β
hf : LocallyLipschitz f
hg : LocallyLipschitz g
x : α
Kg : ℝ≥0
t : Set α
ht : t ∈ 𝓝 x
hgL : LipschitzOnWith Kg g t
⊢ ∃ K, ∃ t ∈ 𝓝 x, LipschitzOnWith K (f ∘ g) t

Tactic:
rcases hf (g x) with ⟨Kf, u, hu, hfL⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
α : Type u
β : Type v
γ : Type w
inst✝² : PseudoEMetricSpace α
inst✝¹ : PseudoEMetricSpace β
inst✝ : PseudoEMetricSpace γ
f : β → γ
g : α → β
hf : LocallyLipschitz f
hg : LocallyLipschitz g
x : α
Kg : ℝ≥0
t : Set α
ht : t ∈ 𝓝 x
hgL : LipschitzOnWith Kg g t
Kf : ℝ≥0
u : Set β
hu : u ∈ 𝓝 (g x)
hfL : LipschitzOnWith Kf f u
⊢ ∃ K, ∃ t ∈ 𝓝 x, LipschitzOnWith K (f ∘ g) t

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
α : Type u
β : Type v
γ : Type w
inst✝² : PseudoEMetricSpace α
inst✝¹ : PseudoEMetricSpace β
inst✝ : PseudoEMetricSpace γ
f : β → γ
g : α → β
hf : LocallyLipschitz f
hg : LocallyLipschitz g
x : α
Kg : ℝ≥0
t : Set α
ht : t ∈ 𝓝 x
hgL : LipschitzOnWith Kg g t
Kf : ℝ≥0
u : Set β
hu : u ∈ 𝓝 (g x)
hfL : LipschitzOnWith Kf f u
⊢ LipschitzOnWith (Kf * Kg) (f ∘ g) (t ∩ g ⁻¹' u)

Tactic:
exact hfL.comp (hgL.mono inter_subset_left)
  ((mapsTo_preimage g u).mono_left inter_subset_right)

Result:
no goals

Proof state:
α : Type u
β : Type v
γ : Type w
inst✝² : PseudoEMetricSpace α
inst✝¹ : PseudoEMetricSpace β
inst✝ : PseudoEMetricSpace γ
f : β → γ
g : α → β
hf : LocallyLipschitz f
hg : LocallyLipschitz g
⊢ LocallyLipschitz (f ∘ g)

Tactic:
intro x

Result:
α : Type u
β : Type v
γ : Type w
inst✝² : PseudoEMetricSpace α
inst✝¹ : PseudoEMetricSpace β
inst✝ : PseudoEMetricSpace γ
f : β → γ
g : α → β
hf : LocallyLipschitz f
hg : LocallyLipschitz g
x : α
⊢ ∃ K, ∃ t ∈ 𝓝 x, LipschitzOnWith K (f ∘ g) t

Proof state:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
α : Type u
β : Type v
γ : Type w
inst✝² : PseudoEMetricSpace α
inst✝¹ : PseudoEMetricSpace β
inst✝ : PseudoEMetricSpace γ
f : β → γ
g : α → β
hf : LocallyLipschitz f
hg : LocallyLipschitz g
x : α
Kg : ℝ≥0
t : Set α
ht : t ∈ 𝓝 x
hgL : LipschitzOnWith Kg g t
Kf : ℝ≥0
u : Set β
hu : u ∈ 𝓝 (g x)
hfL : LipschitzOnWith Kf f u
⊢ ∃ K, ∃ t ∈ 𝓝 x, LipschitzOnWith K (f ∘ g) t

Tactic:
refine ⟨Kf * Kg, t ∩ g⁻¹' u, inter_mem ht (hg.continuous.continuousAt hu), ?_⟩

Result:
case intro.intro.intro.intro.intro.intro
α : Type u
β : Type v
γ : Type w
inst✝² : PseudoEMetricSpace α
inst✝¹ : PseudoEMetricSpace β
inst✝ : PseudoEMetricSpace γ
f : β → γ
g : α → β
hf : LocallyLipschitz f
hg : LocallyLipschitz g
x : α
Kg : ℝ≥0
t : Set α
ht : t ∈ 𝓝 x
hgL : LipschitzOnWith Kg g t
Kf : ℝ≥0
u : Set β
hu : u ∈ 𝓝 (g x)
hfL : LipschitzOnWith Kf f u
⊢ LipschitzOnWith (Kf * Kg) (f ∘ g) (t ∩ g ⁻¹' u)