-- Mathlib/Analysis/Calculus/TangentCone.lean
theorem zero_mem_tangentCone {s : Set E} {x : E} (hx : (𝓝[s \ {x}] x).NeBot) :
    0 ∈ tangentConeAt 𝕜 s x

Proof state:
case intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : Set E
x : E
hx : (𝓝[s \ {x}] x).NeBot
u : ℕ → ℝ
u_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < u n
u_lim : Tendsto u atTop (𝓝 0)
v : ℕ → E
hv : ∀ (n : ℕ), v n ∈ s \ {x} ∩ Metric.ball x (u n * u n)
d : ℕ → E := fun n => v n - x
M : ∀ (n : ℕ), x + d n ∈ s \ {x}
r : 𝕜
hr : 1 < ‖r‖
W : ∀ (n : ℕ), ∃ d_1, d_1 ≠ 0 ∧ ‖d_1 • d n‖ < u n ∧ u n / ‖r‖ ≤ ‖d_1 • d n‖ ∧ ‖d_1‖⁻¹ ≤ (u n)⁻¹ * ‖r‖ * ‖d n‖
⊢ 0 ∈ tangentConeAt 𝕜 s x

Tactic:
choose c c_ne c_le le_c hc using W

Result:
case intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : Set E
x : E
hx : (𝓝[s \ {x}] x).NeBot
u : ℕ → ℝ
u_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < u n
u_lim : Tendsto u atTop (𝓝 0)
v : ℕ → E
hv : ∀ (n : ℕ), v n ∈ s \ {x} ∩ Metric.ball x (u n * u n)
d : ℕ → E := fun n => v n - x
M : ∀ (n : ℕ), x + d n ∈ s \ {x}
r : 𝕜
hr : 1 < ‖r‖
c : ℕ → 𝕜
c_ne : ∀ (n : ℕ), c n ≠ 0
c_le : ∀ (n : ℕ), ‖c n • d n‖ < u n
le_c : ∀ (n : ℕ), u n / ‖r‖ ≤ ‖c n • d n‖
hc : ∀ (n : ℕ), ‖c n‖⁻¹ ≤ (u n)⁻¹ * ‖r‖ * ‖d n‖
⊢ 0 ∈ tangentConeAt 𝕜 s x

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : Set E
x : E
hx : (𝓝[s \ {x}] x).NeBot
u : ℕ → ℝ
u_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < u n
u_lim : Tendsto u atTop (𝓝 0)
v : ℕ → E
hv : ∀ (n : ℕ), v n ∈ s \ {x} ∩ Metric.ball x (u n * u n)
d : ℕ → E := fun n => v n - x
M : ∀ (n : ℕ), x + d n ∈ s \ {x}
r : 𝕜
hr : 1 < ‖r‖
c : ℕ → 𝕜
c_ne : ∀ (n : ℕ), c n ≠ 0
c_le : ∀ (n : ℕ), ‖c n • d n‖ < u n
le_c : ∀ (n : ℕ), u n / ‖r‖ ≤ ‖c n • d n‖
hc : ∀ (n : ℕ), ‖c n‖⁻¹ ≤ (u n)⁻¹ * ‖r‖ * ‖d n‖
B : ∀ (n : ℕ), ‖c n‖⁻¹ ≤ ‖r‖ * u n
⊢ Tendsto (fun n => ‖c n‖⁻¹) atTop (𝓝 0) ∧ ∃ a, ∀ (b : ℕ), a ≤ b → 0 < ‖c b‖⁻¹

Tactic:
refine ⟨?_, 0, fun n hn ↦ by simpa using c_ne n⟩

Result:
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : Set E
x : E
hx : (𝓝[s \ {x}] x).NeBot
u : ℕ → ℝ
u_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < u n
u_lim : Tendsto u atTop (𝓝 0)
v : ℕ → E
hv : ∀ (n : ℕ), v n ∈ s \ {x} ∩ Metric.ball x (u n * u n)
d : ℕ → E := fun n => v n - x
M : ∀ (n : ℕ), x + d n ∈ s \ {x}
r : 𝕜
hr : 1 < ‖r‖
c : ℕ → 𝕜
c_ne : ∀ (n : ℕ), c n ≠ 0
c_le : ∀ (n : ℕ), ‖c n • d n‖ < u n
le_c : ∀ (n : ℕ), u n / ‖r‖ ≤ ‖c n • d n‖
hc : ∀ (n : ℕ), ‖c n‖⁻¹ ≤ (u n)⁻¹ * ‖r‖ * ‖d n‖
B : ∀ (n : ℕ), ‖c n‖⁻¹ ≤ ‖r‖ * u n
⊢ Tendsto (fun n => ‖c n‖⁻¹) atTop (𝓝 0)

Proof state:
case intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : Set E
x : E
hx : (𝓝[s \ {x}] x).NeBot
u : ℕ → ℝ
u_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < u n
u_lim : Tendsto u atTop (𝓝 0)
v : ℕ → E
hv : ∀ (n : ℕ), v n ∈ s \ {x} ∩ Metric.ball x (u n * u n)
d : ℕ → E := fun n => v n - x
M : ∀ (n : ℕ), x + d n ∈ s \ {x}
⊢ 0 ∈ tangentConeAt 𝕜 s x

Tactic:
let ⟨r, hr⟩ := exists_one_lt_norm 𝕜

Result:
case intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : Set E
x : E
hx : (𝓝[s \ {x}] x).NeBot
u : ℕ → ℝ
u_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < u n
u_lim : Tendsto u atTop (𝓝 0)
v : ℕ → E
hv : ∀ (n : ℕ), v n ∈ s \ {x} ∩ Metric.ball x (u n * u n)
d : ℕ → E := fun n => v n - x
M : ∀ (n : ℕ), x + d n ∈ s \ {x}
r : 𝕜
hr : 1 < ‖r‖
⊢ 0 ∈ tangentConeAt 𝕜 s x

Proof state:
case intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : Set E
x : E
hx : (𝓝[s \ {x}] x).NeBot
u : ℕ → ℝ
u_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < u n
u_lim : Tendsto u atTop (𝓝 0)
⊢ 0 ∈ tangentConeAt 𝕜 s x

Tactic:
have A n : ((s \ {x}) ∩ Metric.ball x (u n * u n)).Nonempty :=
  NeBot.nonempty_of_mem hx (inter_mem_nhdsWithin _
    (Metric.ball_mem_nhds _ (mul_pos (u_pos n) (u_pos n))))

Result:
case intro.intro.intro
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : Set E
x : E
hx : (𝓝[s \ {x}] x).NeBot
u : ℕ → ℝ
u_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < u n
u_lim : Tendsto u atTop (𝓝 0)
A : ∀ (n : ℕ), (s \ {x} ∩ Metric.ball x (u n * u n)).Nonempty
⊢ 0 ∈ tangentConeAt 𝕜 s x

Proof state:
case h
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : Set E
x : E
hx : (𝓝[s \ {x}] x).NeBot
u : ℕ → ℝ
u_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < u n
u_lim : Tendsto u atTop (𝓝 0)
v : ℕ → E
hv : ∀ (n : ℕ), v n ∈ s \ {x} ∩ Metric.ball x (u n * u n)
d : ℕ → E := fun n => v n - x
M : ∀ (n : ℕ), x + d n ∈ s \ {x}
r : 𝕜
hr : 1 < ‖r‖
c : ℕ → 𝕜
c_ne : ∀ (n : ℕ), c n ≠ 0
c_le : ∀ (n : ℕ), ‖c n • d n‖ < u n
le_c : ∀ (n : ℕ), u n / ‖r‖ ≤ ‖c n • d n‖
hc : ∀ (n : ℕ), ‖c n‖⁻¹ ≤ (u n)⁻¹ * ‖r‖ * ‖d n‖
n : ℕ
⊢ ‖d n‖ ≤ u n * u n

Tactic:
specialize hv n

Result:
case h
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : Set E
x : E
hx : (𝓝[s \ {x}] x).NeBot
u : ℕ → ℝ
u_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < u n
u_lim : Tendsto u atTop (𝓝 0)
v : ℕ → E
d : ℕ → E := fun n => v n - x
M : ∀ (n : ℕ), x + d n ∈ s \ {x}
r : 𝕜
hr : 1 < ‖r‖
c : ℕ → 𝕜
c_ne : ∀ (n : ℕ), c n ≠ 0
c_le : ∀ (n : ℕ), ‖c n • d n‖ < u n
le_c : ∀ (n : ℕ), u n / ‖r‖ ≤ ‖c n • d n‖
hc : ∀ (n : ℕ), ‖c n‖⁻¹ ≤ (u n)⁻¹ * ‖r‖ * ‖d n‖
n : ℕ
hv : v n ∈ s \ {x} ∩ Metric.ball x (u n * u n)
⊢ ‖d n‖ ≤ u n * u n

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : Set E
x : E
hx : (𝓝[s \ {x}] x).NeBot
u : ℕ → ℝ
u_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < u n
u_lim : Tendsto u atTop (𝓝 0)
v : ℕ → E
hv : ∀ (n : ℕ), v n ∈ s \ {x} ∩ Metric.ball x (u n * u n)
d : ℕ → E := fun n => v n - x
M : ∀ (n : ℕ), x + d n ∈ s \ {x}
r : 𝕜
hr : 1 < ‖r‖
c : ℕ → 𝕜
c_ne : ∀ (n : ℕ), c n ≠ 0
c_le : ∀ (n : ℕ), ‖c n • d n‖ < u n
le_c : ∀ (n : ℕ), u n / ‖r‖ ≤ ‖c n • d n‖
hc : ∀ (n : ℕ), ‖c n‖⁻¹ ≤ (u n)⁻¹ * ‖r‖ * ‖d n‖
B : ∀ (n : ℕ), ‖c n‖⁻¹ ≤ ‖r‖ * u n
n : ℕ
⊢ 0 ≤ ‖c n‖⁻¹

Tactic:
positivity

Result:
no goals

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : Set E
x : E
hx : (𝓝[s \ {x}] x).NeBot
u : ℕ → ℝ
u_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < u n
u_lim : Tendsto u atTop (𝓝 0)
v : ℕ → E
hv : ∀ (n : ℕ), v n ∈ s \ {x} ∩ Metric.ball x (u n * u n)
d : ℕ → E := fun n => v n - x
M : ∀ (n : ℕ), x + d n ∈ s \ {x}
r : 𝕜
hr : 1 < ‖r‖
c : ℕ → 𝕜
c_ne : ∀ (n : ℕ), c n ≠ 0
c_le : ∀ (n : ℕ), ‖c n • d n‖ < u n
le_c : ∀ (n : ℕ), u n / ‖r‖ ≤ ‖c n • d n‖
hc : ∀ (n : ℕ), ‖c n‖⁻¹ ≤ (u n)⁻¹ * ‖r‖ * ‖d n‖
c_lim : Tendsto (fun n => ‖c n‖) atTop atTop
n : ℕ
⊢ 0 ≤ ‖c n • d n‖

Tactic:
positivity

Result:
no goals

Proof state:
𝕜 : Type u_1
inst✝² : NontriviallyNormedField 𝕜
E : Type u_2
inst✝¹ : NormedAddCommGroup E
inst✝ : NormedSpace 𝕜 E
s : Set E
x : E
hx : (𝓝[s \ {x}] x).NeBot
u : ℕ → ℝ
u_pos : ∀ (n : ℕ), 0 < u n
u_lim : Tendsto u atTop (𝓝 0)
v : ℕ → E
hv : ∀ (n : ℕ), v n ∈ s \ {x} ∩ Metric.ball x (u n * u n)
d : ℕ → E := fun n => v n - x
M : ∀ (n : ℕ), x + d n ∈ s \ {x}
r : 𝕜
hr : 1 < ‖r‖
c : ℕ → 𝕜
c_ne : ∀ (n : ℕ), c n ≠ 0
c_le : ∀ (n : ℕ), ‖c n • d n‖ < u n
le_c : ∀ (n : ℕ), u n / ‖r‖ ≤ ‖c n • d n‖
hc : ∀ (n : ℕ), ‖c n‖⁻¹ ≤ (u n)⁻¹ * ‖r‖ * ‖d n‖
B : ∀ (n : ℕ), ‖c n‖⁻¹ ≤ ‖r‖ * u n
n : ℕ
hn : 0 ≤ n
⊢ 0 < ‖c n‖⁻¹

Tactic:
simpa using c_ne n

Result:
no goals