-- Mathlib/Analysis/Convex/Gauge.lean
theorem gauge_smul_of_nonneg [MulActionWithZero α E] [IsScalarTower α ℝ (Set E)] {s : Set E} {a : α}
    (ha : 0 ≤ a) (x : E) : gauge s (a • x) = a • gauge s x

Proof state:
case inr.e_a.h
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
⊢ r ∈ Ioi 0 ∧ r⁻¹ • a • x ∈ s ↔ ∃ y, (y ∈ Ioi 0 ∧ y⁻¹ • x ∈ s) ∧ a • y = r

Tactic:
constructor

Result:
case inr.e_a.h.mp
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
⊢ r ∈ Ioi 0 ∧ r⁻¹ • a • x ∈ s → ∃ y, (y ∈ Ioi 0 ∧ y⁻¹ • x ∈ s) ∧ a • y = r

case inr.e_a.h.mpr
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
⊢ (∃ y, (y ∈ Ioi 0 ∧ y⁻¹ • x ∈ s) ∧ a • y = r) → r ∈ Ioi 0 ∧ r⁻¹ • a • x ∈ s

Proof state:
case inr.e_a.h.mpr.intro.intro.intro
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
hr : r ∈ Ioi 0
hx : r⁻¹ • x ∈ s
⊢ a • r ∈ Ioi 0 ∧ (a • r)⁻¹ • a • x ∈ s

Tactic:
rw [mem_Ioi] at hr ⊢

Result:
case inr.e_a.h.mpr.intro.intro.intro
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
hr : 0 < r
hx : r⁻¹ • x ∈ s
⊢ 0 < a • r ∧ (a • r)⁻¹ • a • x ∈ s

Proof state:
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
⊢ gauge s (a • x) = a • gauge s x

Tactic:
obtain rfl | ha' := ha.eq_or_lt

Result:
case inl
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
x : E
ha : 0 ≤ 0
⊢ gauge s (0 • x) = 0 • gauge s x

case inr
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
⊢ gauge s (a • x) = a • gauge s x

Proof state:
case inr.e_a.h.mp.intro
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
hx : a • x ∈ r • s
hr : 0 < r
this : 0 < a⁻¹ • r
⊢ ∃ y, (0 < y ∧ y⁻¹ • x ∈ s) ∧ a • y = r

Tactic:
refine ⟨a⁻¹ • r, ⟨this, ?_⟩, smul_inv_smul₀ ha'.ne' _⟩

Result:
case inr.e_a.h.mp.intro
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
hx : a • x ∈ r • s
hr : 0 < r
this : 0 < a⁻¹ • r
⊢ (a⁻¹ • r)⁻¹ • x ∈ s

Proof state:
case inr
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
⊢ gauge s (a • x) = a • gauge s x

Tactic:
rw [gauge_def', gauge_def', ← Real.sInf_smul_of_nonneg ha]

Result:
case inr
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
⊢ sInf {r | r ∈ Ioi 0 ∧ r⁻¹ • a • x ∈ s} = sInf (a • {r | r ∈ Ioi 0 ∧ r⁻¹ • x ∈ s})

Proof state:
case inr.e_a.h.mp.intro
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
hr : r ∈ Ioi 0
hx : r⁻¹ • a • x ∈ s
⊢ ∃ y, (y ∈ Ioi 0 ∧ y⁻¹ • x ∈ s) ∧ a • y = r

Tactic:
simp_rw [mem_Ioi] at hr ⊢

Result:
case inr.e_a.h.mp.intro
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
hx : r⁻¹ • a • x ∈ s
hr : 0 < r
⊢ ∃ y, (0 < y ∧ y⁻¹ • x ∈ s) ∧ a • y = r

Proof state:
case inr.e_a.h.mp.intro
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
hx : r⁻¹ • a • x ∈ s
hr : 0 < r
⊢ ∃ y, (0 < y ∧ y⁻¹ • x ∈ s) ∧ a • y = r

Tactic:
rw [← mem_smul_set_iff_inv_smul_mem₀ hr.ne'] at hx

Result:
case inr.e_a.h.mp.intro
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
hx : a • x ∈ r • s
hr : 0 < r
⊢ ∃ y, (0 < y ∧ y⁻¹ • x ∈ s) ∧ a • y = r

Proof state:
case inr.e_a.h.mpr
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
⊢ (∃ y, (y ∈ Ioi 0 ∧ y⁻¹ • x ∈ s) ∧ a • y = r) → r ∈ Ioi 0 ∧ r⁻¹ • a • x ∈ s

Tactic:
rintro ⟨r, ⟨hr, hx⟩, rfl⟩

Result:
case inr.e_a.h.mpr.intro.intro.intro
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
hr : r ∈ Ioi 0
hx : r⁻¹ • x ∈ s
⊢ a • r ∈ Ioi 0 ∧ (a • r)⁻¹ • a • x ∈ s

Proof state:
case inr.e_a.h.mpr.intro.intro.intro
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
hr : 0 < r
hx : r⁻¹ • x ∈ s
⊢ 0 < a • r ∧ (a • r)⁻¹ • a • x ∈ s

Tactic:
rw [← mem_smul_set_iff_inv_smul_mem₀ hr.ne'] at hx

Result:
case inr.e_a.h.mpr.intro.intro.intro
E : Type u_2
inst✝⁶ : AddCommGroup E
inst✝⁵ : Module ℝ E
α : Type u_3
inst✝⁴ : LinearOrderedField α
inst✝³ : MulActionWithZero α ℝ
inst✝² : OrderedSMul α ℝ
inst✝¹ : MulActionWithZero α E
inst✝ : IsScalarTower α ℝ (Set E)
s : Set E
a : α
ha : 0 ≤ a
x : E
ha' : 0 < a
r : ℝ
hr : 0 < r
hx : x ∈ r • s
⊢ 0 < a • r ∧ (a • r)⁻¹ • a • x ∈ s